突破炼油厂火炬气计量的难点

　　炼油厂火炬气计量仪表的选型一般为涡街流量计、热式气体质量流量计以及超声波流量计等，而以热式气体质量流量计居多。 多年来，由于火炬气介质的特殊性， 准确度差一直是其计量的突出问题，所呈现的数据基本上都只作为生产管理中的参考数据。 在精细化管理越加严格的今天，尤其是在炼油厂采用MES加强能耗管理的形势下，准确计量火炬气已是十分迫切的问题。

　　一、炼油厂火炬气的工艺流程

　　一般炼油厂基本上都设有一次加工装置和二次加工装置，主要由蒸馏和催化组成。 燕山石化炼油厂共有4套蒸馏装置和3套催化装置，另有中压加氢、高压加氢、柴油加氢、联合重整、气分以及润滑油系列装置等，年加工原油1000万吨。

　　各装置(蒸馏、催化等)出来的瓦斯气(火炬气)，首先分别进入低压瓦斯管网，然后进入瓦斯气柜，再经瓦斯压缩机压缩后进入高压瓦斯管网，瓦斯气在此与外部来的天然气混合， 经分配后分别返回相应装置的加热炉，作燃料使用。 其工艺示意简图如图1所示。燕山石化炼油厂共设有4个火炬，近年来，由于实施了系列节能改造以及精细管理的加强，平时火炬都是熄灭的，一般波动所产生的瓦斯气(见图1)都回收利用;紧急情况下， 瓦斯气则通过低压管网直接进入火炬系统，点燃火炬。

　　为准确核算和掌握装置的实际能耗情况，炼油厂各装置所产生的以及所接受的瓦斯气都应该计量。

　　二、炼油厂火炬气的计量方式

　　炼油厂的火炬气计量目前大部分选用质量流量计和热式气体质量流量计，由于火炬气管线的口径都比较大，安全上又不允许缩径，所以一般都寄希望在热式气体质量流量计上。 2005年，燕山石化对包括火炬气在内的能源计量仪表进行了节能改造。经参考其他装置的应用情况，燕山石化炼油厂火炬气的计量仪表选型定为热式气体质量流量计，具体如表1所示(部分列出)。热式气体质量流量计利用的是传热原理，即利用流动中的流体与热源(流体中加热的物体或测量管外加热体)之间热交换关系测量流体的流量，主要用于测量气体。 该流量计主要有两大类：一是采用测量管外加热进行热传导的热分布类;二是利用热散效应金氏定律的插入类。 前者一般用于口径较小的场合，而后者主要用于大口径。 所以，一般火炬气测量都选用插入式热式气体质量流量计。

　　插入式热式质量流量计是将两个温度传感器分别置于两个金属管内，金属管插在被测气体中，其中一个用于测量气体温度T1，另一个用于电加热 ，加热温度T2，气体静止时，ΔT=T2-T1是一常数。 当有一定质量的气体流动时，气体将带走加热的热量。 流速增加，带走的热量增多，ΔT=T2-T1就减小，通过ΔT的变化，根据式(1)即可算出管道内流动气体的气体质量。