概述：
在過去的十年間，越來越多的過程儀表廠家在進(jìn)行大口徑科里奧利質(zhì)量流量計的研發(fā)，以滿足油氣和石化行業(yè)中對于大流量油品，氣體，以及化工介質(zhì)貿(mào)易交接測量的要求。而高精度的質(zhì)量流量和密度測量，也使得此技術(shù)越來越多的被客戶所接受。但由于技術(shù)難點(diǎn)的存在，在當(dāng)下市場上，仍只有不多的過程儀表廠家可以生產(chǎn)較大規(guī)格的大口徑科里奧利質(zhì)量流量計。
與小口徑規(guī)格不同，市面上不同廠家對大口徑質(zhì)量流量計的設(shè)計方式存在較大差異。在圖1中，可以看到的是在2016年之前，市面上的兩種常見的大口徑設(shè)計方式。一種設(shè)計方式使用的仍是傳統(tǒng)的U型管設(shè)計，而另外一種則采用的是圓形(UFO型)設(shè)計。U型管設(shè)計方式采用分流器將其中的兩根測量管從過程連接處分隔開。圓形(UFO型)儀表設(shè)計采用了兩組雙管的設(shè)計，在每一側(cè)的雙管均使用分流器將其從過程連接處分隔開。由于儀表規(guī)格較大，這兩種設(shè)計方式的立體尺寸和重量均大幅度提升。對于客戶，撬裝廠以及工程公司來講，這將帶來在安裝和管線設(shè)計方面的巨大挑戰(zhàn)。
圖1：2016年前的常見大口徑質(zhì)量流量計設(shè)計方式
安裝考慮：
簡單來說，安裝此類儀表不外乎兩種安裝方式，一是水平安裝，測量管需朝向向下。二是垂直安裝，如旗幟一般，測量管從管線處向外延伸。
對于圖1中所示的兩種設(shè)計方式，讓我們來想象一下當(dāng)對U型管儀表在液體應(yīng)用中進(jìn)行安裝時的情形。在這種情況下，為了確保儀表測量管滿管，且不產(chǎn)生氣體堆積的情況，儀表測量管必須垂直向下，測量管底部與地面平行。而由于大多數(shù)的工藝管線距離地面距離通常不超過1m，通常沒有足夠的立體空間來安裝這樣一臺U型管儀表，除非是在地面上為其進(jìn)行專門的開安裝孔，但這不僅會造成施工的成本增加，同時，客戶為了保證此安裝孔洞的清潔，不積水結(jié)冰，需要有更多的顧慮。
而當(dāng)兩根平行管線距離較近時，無論是圓形(UFO型)還是U型的設(shè)計都會為安裝帶來巨大挑戰(zhàn)，因?yàn)閮筛叫泄芫€間不會有足夠的安裝空間。在這種情況下，通常客戶不得不進(jìn)行額外的管線布置來安裝儀表。對于U型管儀表，如果像旗幟一樣安裝，會造成安裝空間的大幅增加，并使得現(xiàn)場的管線結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。同時，此類安裝時儀表自身重量被加在儀表過程連接處，會對測量管造成較大機(jī)械應(yīng)力和噪音，從而產(chǎn)生可能的不準(zhǔn)確測量。
貿(mào)易交接：
貿(mào)易交接應(yīng)用所使用的流量計需要在現(xiàn)場進(jìn)行不定期的驗(yàn)證和標(biāo)定。此類現(xiàn)場驗(yàn)證多數(shù)情況下是由小型體積管來完成的。一個小型體積管會推動已知的‘小型’體積通過儀表，并記錄儀表的累積量。任意一個丟失的脈沖都會造成額外的不確定度和重復(fù)性的偏差。所以，對于標(biāo)定和驗(yàn)證結(jié)果，優(yōu)異的零點(diǎn)穩(wěn)定性是最重要的關(guān)鍵。零點(diǎn)穩(wěn)定性代表了一臺質(zhì)量流量計在充滿靜態(tài)的液體情況下的穩(wěn)定性能。噪音以及機(jī)械應(yīng)力都會對零點(diǎn)穩(wěn)定性造成較大影響，從而導(dǎo)致較差的現(xiàn)場驗(yàn)證和標(biāo)定結(jié)果。
市場需求：
基于市場調(diào)研的結(jié)果，多數(shù)客戶均表示其希望所使用的儀表是安裝空間較小，且易于進(jìn)行安裝和拆卸的。儀表的安裝如果可以與其他管線非常接近，或者不需要進(jìn)行任何管線上的變動，可以使客戶大大優(yōu)化其對安裝平臺和裝置的空間和管線優(yōu)化，從而降低成本以及風(fēng)險。
此種設(shè)計應(yīng)該能夠通過最簡單的方式被安裝于任何工藝場合，無論是垂直的還是水平安裝方式，抑或任何其他角度的安裝，都不會對零點(diǎn)穩(wěn)定性或精度產(chǎn)生任何影響，同樣也不會對測量元件產(chǎn)生噪音和機(jī)械應(yīng)力的影響。
其他的要求包括：針對不同應(yīng)用環(huán)境的適用性(例如防爆認(rèn)證);可溯源的貿(mào)易交接級標(biāo)定;二級壓力保護(hù)腔體;可通過小型體積管進(jìn)行現(xiàn)場的貿(mào)易交接驗(yàn)證，以及多種通訊方式的選項(xiàng)等。
KROHNE解決方案：
KROHNE在近期發(fā)布了OPTIMASS產(chǎn)品家族的最新成員。該產(chǎn)品是世界上唯一的四直管設(shè)計方式的科里奧利質(zhì)量流量計，具備最小的安裝空間。該儀表是世界上最大流通量的質(zhì)量流量計，其流量上限可達(dá)4600t/h。
圖2：四直管大口徑質(zhì)量流量計
在圖2及圖6中可以看到，其獨(dú)特的直管型設(shè)計方式使得儀表可以被輕易的安裝于任何方式的管線中。同時由于其帶有二級壓力保護(hù)腔體的設(shè)計，耐壓可達(dá)到180barg。而由于科里奧利質(zhì)量流量計的測量原理，其不需要上下游直管段。這使得該儀表即便是被安裝在極其緊湊的空間中，仍可實(shí)現(xiàn)高精度和可靠的測量。同時，也為客戶顯著降低了安裝以及運(yùn)輸?shù)某杀尽?/span>
液體介質(zhì)通過大口徑彎管質(zhì)量流量計，尤其是被垂直如旗幟一樣安裝方式的情況下，會產(chǎn)生巨大的壓損，從而造成泵和能源的損耗。KROHNE所提供的四直管科里奧利質(zhì)量流量計使用優(yōu)化的分流器結(jié)構(gòu)(如圖3)降低了泵和能源的損耗。
圖3：四直管分流器設(shè)計
免疫安裝影響：
如在前文中所述，對于大流量貿(mào)易交接測量的質(zhì)量流量計，零點(diǎn)穩(wěn)定性是非常重要的參數(shù)。KROHNE通過專利的節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)將測量系統(tǒng)和過程工藝管道隔離，節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)會衰減并隔絕來自于過程管線的噪音和振動。而由于管線安裝扭矩所帶來的應(yīng)力，則一方面通過剛性的二級壓力保護(hù)腔體衰減，一方面通過KROHNE專利的一體化剛性補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而保護(hù)儀表精度性能不受影響。
在圖4中所示的‘節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)’被KROHNE首個用在雙管技術(shù)中，并將其進(jìn)一步延伸至四直管質(zhì)量流量計的設(shè)計方式中。節(jié)點(diǎn)盤所帶來的效果如此明顯，使得儀表可以被直接支撐于表體上。
圖4：專利的節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)
溯源標(biāo)定：
對于此類最大規(guī)格的質(zhì)量流量計進(jìn)行溯源標(biāo)定，需要非常大的標(biāo)定裝置。KROHNE在英國Wellingborough的生產(chǎn)廠，已經(jīng)投建了世界上最大的質(zhì)量流量標(biāo)定裝置來迎接這個挑戰(zhàn)。
為了將質(zhì)量流量計標(biāo)定至±%的溯源標(biāo)定精度，所使用的標(biāo)定裝置不確定度需要3倍精確于此精度。KROHNE所投建的質(zhì)量流量標(biāo)定裝置已被UKAS(英國皇家認(rèn)可委員會)進(jìn)行形式認(rèn)定，其裝置擴(kuò)展不確定度達(dá)到%。據(jù)此，KROHNE的最新標(biāo)定裝置可以對OPTIMASS2400-S400 16”科里奧利質(zhì)量流量計進(jìn)行高達(dá)2000t/h的%精度溯源標(biāo)定。如圖5中所示，該標(biāo)定裝置是世界上最大的單體質(zhì)量流量標(biāo)定裝置。
圖5：最新的KROHNE質(zhì)量流量標(biāo)定裝置“mega rig”至12”(前),“giga rig”至16”(后)
OPTIMASS 2400-S400技術(shù)特點(diǎn)：
1、創(chuàng)新的四直管專利設(shè)計，使其同時達(dá)到最大的流通量和最小的安裝空間
2、溯源%精度選項(xiàng)，可標(biāo)定至高達(dá)2000t/h
3、具備OIML R117/R137，MID貿(mào)易交接認(rèn)證，符合API，AGA準(zhǔn)則
4、自清潔與自排空
5、最優(yōu)化的分流器以降低壓損
6、專利的‘節(jié)點(diǎn)盤技術(shù)’使得測量不受過程條件影響
7、最高耐壓可到180barg
8、高達(dá)150barg的二級壓力保護(hù)腔體，為油氣化工行業(yè)提供最高安全性
圖6：一體型安裝空間
