引言

近年來(lái)，隨著(zhù)企業(yè)精細化管理的不斷深入，節能、減排對火炬管理提出了更嚴格的要求，減少火炬氣排放成為企業(yè)管理的重要任務(wù)之一。海油平臺設置火炬系統主要目的是將可燃的腐蝕性有毒氣體通過(guò)燃燒變成無(wú)害或毒害較輕的化合物，減少對環(huán)境的污染，這對保護平臺工藝裝置安全生產(chǎn)、節能降耗具有重要意義。近幾年，能源管理部門(mén)對平臺火炬氣流量測量提出了新的要求，必須實(shí)現不間斷計量，且按計量規定對測量?jì)x表進(jìn)行標定。然而，目前常用的火炬氣超聲波流量計無(wú)法實(shí)現在線(xiàn)標定，采用畢托巴差壓式流量計可實(shí)現在線(xiàn)標定，且滿(mǎn)足火炬氣測量精度 [1,2] 。

 

1 平臺火炬氣流量計應用現狀

目前，在役采油平臺火炬氣測量多采用火炬氣超聲波流量計，此種類(lèi)型流量計使用時(shí)差技術(shù)，數字信號處理技術(shù)和相對分子質(zhì)量計算方法，且具有可靠性高、高精度、快速響應、寬量程比、適用多組分及組分變化的氣體測量,能夠測量實(shí)時(shí)的平均相對分子質(zhì)量及碳氫氣體的測量。具有無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)開(kāi)孔與導管日常維護量小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于海油平臺火炬氣測量。安裝示意圖如圖1所示。

從圖1中可知，火炬氣超聲波流量計為通過(guò)式，將探頭集成在直管段上，通過(guò)兩端法蘭與工藝管線(xiàn)連接。此連接方式適用于新建平臺，平臺建造過(guò)程中將超聲波流量計安裝于火炬氣管道，無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，測量準確性高。根據計量部門(mén)的規定，計量流量計要定期標定，由于超聲波流量計不支持在線(xiàn)標定，必須將流量計拆除送至計量部門(mén)進(jìn)行標定，由此將會(huì )引起平臺停產(chǎn)，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟損失。目前階段，火炬氣超聲波流量計絕大部分是進(jìn)口產(chǎn)品，且僅限于少數幾家產(chǎn)品，價(jià)格高昂，不利于降本增效 [3] 。

 

2 差壓式流量計在火炬氣測量中的應用

針對火炬氣流量計在線(xiàn)標定問(wèn)題，提出采用國產(chǎn)品牌畢托巴流量計。此流量計是基于風(fēng)速管測量原理的差壓式流量計，采用插入管道的安裝方式，組合設計而成的流量計量器具，它與差壓變送器和流量積算儀等構成流量測量系統。此流量計是可溯源的流量計，其可溯源體現在此差壓式流量計是測量管道中心流速的流量計，管道測量時(shí)不論測量大、小管徑，測量不受管徑限制，檢定時(shí)可根據檢定標準裝置口徑相應調換，只要配套同等口徑工裝與檢定裝置管道連接即可實(shí)施標定。畢托巴流量計是由經(jīng)過(guò)guojia計量院鑒定的標準計量裝置，逐臺全量程標定的計量器具，流量標準裝置是由guojia標準器傳遞，可溯源的。畢托巴流量計的取壓頭采用防堵設計，開(kāi)放式的取壓孔結構，V字型的斜面能夠有效地防堵。流量計從管道上部垂直向下安裝，流體流動(dòng)時(shí)在總壓孔前部形成高壓區，撞擊在取壓孔上的粉塵受自身重力作用自然下落，阻止了顆粒進(jìn)入。安裝示意圖如圖2所示。

圖2所示為通過(guò)法蘭方式進(jìn)行連接。為實(shí)現在線(xiàn)更換流量計，在海油平臺火炬氣系統中采用壓力表取壓球閥進(jìn)行連接，可實(shí)現在線(xiàn)安裝、更換、標定差壓流量計。既能滿(mǎn)足能源管理部門(mén)的在線(xiàn)標定要求，也能實(shí)現在線(xiàn)更換、維護，減少對平臺產(chǎn)量的影響，保證平臺原油產(chǎn)量。

 

3 項目應用

中海油某平臺火炬氣系統，運行工況復雜，主要有如下特點(diǎn)：火炬氣低流速通常在0.03m/s～4m/s，高流速達到70m/s～102m/s，火炬排放流量量程比可達1:3500。因壓縮機的運轉情況與火炬氣管網(wǎng)壓力影響，存在不穩定的瞬間脈動(dòng)流，每次脈動(dòng)流流量波動(dòng)大�；鹁鏆庵泻�有油污、水與硫化物等雜質(zhì)，易粘附腐蝕流量計，會(huì )嚴重影響流量?jì)x表計量特性與使用壽命�；鹁鏆獾臍怏w組分變化幅度大，密度變化通常在0.53kg/m 3 ～0.75kg/m 3 （0℃）�，F場(chǎng)流量計測量安裝位置直管段不足，約為1.5D。因生產(chǎn)與安全原因安裝流量計不能影響現場(chǎng)安全與正常排放火炬氣，火炬氣還有大量雜質(zhì)會(huì )影響流量?jì)x表傳感器特性，在不影響正常排放的前提下，必須定期對流量計進(jìn)行現場(chǎng)維護，保證其長(cháng)期穩定計量。

 

針對以上現場(chǎng)實(shí)際難點(diǎn)，在不影響火炬氣正常排放的前提下，通過(guò)利用管道原有壓力傳感器連接的手動(dòng)球閥來(lái)裝配流量計高壓填料，在線(xiàn)連接裝置，進(jìn)行快速安裝。實(shí)際安裝效果如圖3所示。差壓式流量計安裝在原壓力變送器取壓球閥處，將壓力變送器安裝在流量計上，通過(guò)一個(gè)取壓口實(shí)現壓力、流量的計量。由于火炬氣量程比大，現場(chǎng)采用兩臺（0Pa～25Pa與0kPa～2.4kPa）差壓變送器配置，滿(mǎn)足火炬1:3500排放的流量量程比。流量計算機自動(dòng)識別差壓量程，同時(shí)利用管道原有的壓力、溫度測點(diǎn)直接測量出介質(zhì)的標況體積流量和質(zhì)量流量，測量精度能夠達到1.0級。

 

4 結論

在海油平臺火炬氣系統中，正常工況下火炬氣排放量相對穩定，在事故工況時(shí)可能瞬間有大量可燃氣體的排放，對流量計的量程比要求較高。差壓式流量計采用一臺或多臺壓力變送器，可實(shí)現火炬氣在任何工況下的量程比，測量精度可達到1.0級。采用插入式安裝工藝，通過(guò)球閥填料密封裝置可以安全快速進(jìn)行在線(xiàn)安裝，實(shí)現對流量計的在線(xiàn)插拔維護與標定，滿(mǎn)足能源管理部門(mén)的要求，推進(jìn)平臺設備國產(chǎn)化進(jìn)程，有利于實(shí)現降本增效。

 

相關(guān)產(chǎn)品tuijian：天然氣流量計