引言

近年来，随着企业精细化管理的不断深入，节能、减排对火炬管理提出了更严格的要求，减少火炬气排放成为企业管理的重要任务之一。海油平台设置火炬系统主要目的是将可燃的腐蚀性有毒气体通过燃烧变成无害或毒害较轻的化合物，减少对环境的污染，这对保护平台工艺装置安全生产、节能降耗具有重要意义。近几年，能源管理部门对平台火炬气流量测量提出了新的要求，必须实现不间断计量，且按计量规定对测量仪表进行标定。然而，目前常用的火炬气超声波流量计无法实现在线标定，采用毕托巴差压式流量计可实现在线标定，且满足火炬气测量精度 [1,2] 。

 

1 平台火炬气流量计应用现状

目前，在役采油平台火炬气测量多采用火炬气超声波流量计，此种类型流量计使用时差技术，数字信号处理技术和相对分子质量计算方法，且具有可靠性高、高精度、快速响应、宽量程比、适用多组分及组分变化的气体测量,能够测量实时的平均相对分子质量及碳氢气体的测量。具有无可动部件、无开孔与导管日常维护量小等优点，广泛应用于海油平台火炬气测量。安装示意图如图1所示。

从图1中可知，火炬气超声波流量计为通过式，将探头集成在直管段上，通过两端法兰与工艺管线连接。此连接方式适用于新建平台，平台建造过程中将超声波流量计安装于火炬气管道，无可动部件，可靠性高，测量准确性高。根据计量部门的规定，计量流量计要定期标定，由于超声波流量计不支持在线标定，必须将流量计拆除送至计量部门进行标定，由此将会引起平台停产，产生不必要的经济损失。目前阶段，火炬气超声波流量计绝大部分是进口产品，且仅限于少数几家产品，价格高昂，不利于降本增效 [3] 。

 

2 差压式流量计在火炬气测量中的应用

针对火炬气流量计在线标定问题，提出采用国产品牌毕托巴流量计。此流量计是基于风速管测量原理的差压式流量计，采用插入管道的安装方式，组合设计而成的流量计量器具，它与差压变送器和流量积算仪等构成流量测量系统。此流量计是可溯源的流量计，其可溯源体现在此差压式流量计是测量管道中心流速的流量计，管道测量时不论测量大、小管径，测量不受管径限制，检定时可根据检定标准装置口径相应调换，只要配套同等口径工装与检定装置管道连接即可实施标定。毕托巴流量计是由经过guojia计量院鉴定的标准计量装置，逐台全量程标定的计量器具，流量标准装置是由guojia标准器传递，可溯源的。毕托巴流量计的取压头采用防堵设计，开放式的取压孔结构，V字型的斜面能够有效地防堵。流量计从管道上部垂直向下安装，流体流动时在总压孔前部形成高压区，撞击在取压孔上的粉尘受自身重力作用自然下落，阻止了颗粒进入。安装示意图如图2所示。

图2所示为通过法兰方式进行连接。为实现在线更换流量计，在海油平台火炬气系统中采用压力表取压球阀进行连接，可实现在线安装、更换、标定差压流量计。既能满足能源管理部门的在线标定要求，也能实现在线更换、维护，减少对平台产量的影响，保证平台原油产量。

 

3 项目应用

中海油某平台火炬气系统，运行工况复杂，主要有如下特点：火炬气低流速通常在0.03m/s～4m/s，高流速达到70m/s～102m/s，火炬排放流量量程比可达1:3500。因压缩机的运转情况与火炬气管网压力影响，存在不稳定的瞬间脉动流，每次脉动流流量波动大。火炬气中含有油污、水与硫化物等杂质，易粘附腐蚀流量计，会严重影响流量仪表计量特性与使用寿命。火炬气的气体组分变化幅度大，密度变化通常在0.53kg/m 3 ～0.75kg/m 3 （0℃）。现场流量计测量安装位置直管段不足，约为1.5D。因生产与安全原因安装流量计不能影响现场安全与正常排放火炬气，火炬气还有大量杂质会影响流量仪表传感器特性，在不影响正常排放的前提下，必须定期对流量计进行现场维护，保证其长期稳定计量。

 

针对以上现场实际难点，在不影响火炬气正常排放的前提下，通过利用管道原有压力传感器连接的手动球阀来装配流量计高压填料，在线连接装置，进行快速安装。实际安装效果如图3所示。差压式流量计安装在原压力变送器取压球阀处，将压力变送器安装在流量计上，通过一个取压口实现压力、流量的计量。由于火炬气量程比大，现场采用两台（0Pa～25Pa与0kPa～2.4kPa）差压变送器配置，满足火炬1:3500排放的流量量程比。流量计算机自动识别差压量程，同时利用管道原有的压力、温度测点直接测量出介质的标况体积流量和质量流量，测量精度能够达到1.0级。

 

4 结论

在海油平台火炬气系统中，正常工况下火炬气排放量相对稳定，在事故工况时可能瞬间有大量可燃气体的排放，对流量计的量程比要求较高。差压式流量计采用一台或多台压力变送器，可实现火炬气在任何工况下的量程比，测量精度可达到1.0级。采用插入式安装工艺，通过球阀填料密封装置可以安全快速进行在线安装，实现对流量计的在线插拔维护与标定，满足能源管理部门的要求，推进平台设备国产化进程，有利于实现降本增效。

 

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