科隆科里奥利流量计在巴斯夫化工厂安全系统中的应用
- 2021/3/4 11:27:55 17559
- 来源：科隆测量仪器
【仪表网 仪表示范】科隆是过程测量技术的服务供应商，可提供流量测量、物位测量、压力测量、温度测量、过程分析仪表以及完整的系统解决方案。集团成立于1921年，总部位于德国杜伊斯堡，员工达3700多名，遍布各大洲。
含气管理系统以及在线核查功能，帮助提升可靠性并减少停车时间
化工巨头之一的巴斯夫公司，选择了KROHNE创新的科里奥利流量计技术，作为其位于德克萨斯州弗里波特的工厂的安全仪表系统(SIS)的核心部件。凭借其出色的性价比、精巧的结构、含气管理系统以及现场核查功能；该款新型的质量流量计，提升了过程的可靠性，并减少了关键工艺系统的停车时间。
工厂运营人员，寻找老化设备的替代品
位于德州弗里波特的巴斯夫工厂，生产高吸水性聚合物(SAP)，它可以吸收并保留大量的液体。这种吸水性聚合物的用途广泛，从尿布、胶带、人造雪、到冷热治疗包、静止水床，甚至是水生玩具。
根据该工厂首席电仪工程师 Daniel Siddiqui 的介绍，工厂需要为 SIS 系统替换流量计，SIS 是一套用于关键工艺过程的硬件和软件控制系统。巴斯夫一边考察原有质量流量计的替代品，一边研究将其升级到新技术的可行性。
Siddiqui 表示：“巴斯夫希望探索的新方案，不仅保持我们的高安全标准，还能节约成本。”
工厂的 SIS 被要求满足安全完整性等级(SIL)3；安全完整性等级，在 IEC 61508 功能安全标准中定义，用于衡量一个系统性能和安全仪表功能失效的概率。除了其他方面以外，SIL 3 需要 SIS 安全仪表，可以覆盖任何异常的情况。需要冗余的流量计，以提醒操作人员任何的流量偏差，并触发安全警报。每当偏差大于 5% 时，SIS 系统即关闭生产线。
操作人员深谙 — 选择正确的仪表，对于减少停车或误报至关重要。除了生产损失和材料浪费带来的经济负担外，在满负荷工况下的临时停车 — 而非计划性的正常停车 — 可能会导致严重的设备磨损。
Siddiqui 评论说：“我们联系了科隆公司，所提供的报价与其他供应商相比，具有显著的成本效益。” 在德国的巴斯夫中心实验室，对科隆公司的仪表进行了测试，并批准其用于 SIS 服务。
在考虑了多种方案之后，巴斯夫终选择了两台科隆公司的 OPTIMASS 6400 科里奥利双弯管质量流量计，串联安装以创造所需的冗余。
流量计的口径范围从 DN 08 ~ 250，材质可选不锈钢 316L、Hastelloy® C22 和 UNS S31803 双相钢。巴斯夫所安装的口径为 2" 仪表，外壳由 316 不锈钢制成，而测量管材质为哈氏合金。
OPTIMASS 6400 的安装长度，符合流程工业自动化技术用户协会(NAMUR)的标准，过程温度高 400°C/752°F，低 -200°C/-328°F。过程压力高 200 bar/2900 psi。它所搭载的新一代 MFC 400 信号转换器，提供快捷全面的数字量处理，以及增强的诊断和状态指示功能。
高性价比，以及含气管理系统
工厂运营人员在综合评估后认为，OPTIMASS 6400 的性价比及其可靠性优于其他方案。如果操作人员所获得的读数，显示了偏差或某个被测参数的其他问题，此仪表可以帮助提前识别该问题，在非正常的工况下仍能可靠地运行。
此外，OPTIMASS 6400 还具备一项关键性的优势 — 含气管理。夹带气体，会影响液体质量流量测量的灵敏度，降低测量精度，甚至完全停止测量。新的科里奥利质量流量计技术，确保了高含气量工况下，实现稳定和不间断的测量。OPTIMASS 6400 通过组合多种测量以检测两相流，提供可靠的介质含气指示。即使气体或空气含量在 0 ~ 100% 之间变化，它依然保持连续的质量、密度测量，并始终提供测量值。同时，可提供两相流的状态，并按照 NAMUR NE 107 的要求，输出预设的报警。
该款仪表的结构精巧，由此带来另一项益处 — 安装便捷。例如，无需对现有管道进行过多的调整，OPTIMASS 6400 即可适应此安装空间；其他品牌的仪表，则需要对管道进行重大改造。
OPTIMASS 6400 专有的振动隔离系统，允许紧密的仪表安装间距，甚至是法兰对接安装。即使是法兰对接安装，其特有的设计，也能确保测量管的振动对仪表性能没有影响。仪表有一个振荡器，引发测量管振动以产生流体旋转，从而在测量管的入、出口之间产生机械扭曲。位于振荡器上游的传感器，在出口前检测到这种振动。在其他设计中，测量管的振动会传导至管道，如果仪表安装间距过于紧密，这将会造成误差。
因为该款流量计的压损更低；所以，对于相同的压降，巴斯夫可以选择更小的口径。这对于客户来说，是一项真正的成本优势。巴斯夫还意识到另一项好处，就是库存备件的优化，所有到货的仪表都具备所需的含气管理功能。
OPTIMASS 6400
Daniel Siddiqui 解释道：“我们得到了科隆公司的大力支持，从而在预算的范围内安装了这两台流量计。”
在线核查，减少了由于校准要求而造成的停车时间
SIS 仪表必须定期校准，并要求操作人员建立验证测试的间隔。利用 OPTICHECK 现场核查工具，巴斯夫可以满足第三方对仪表进行独立验证的要求。他们在现场，连接在线工具来收集测量数据，以确保流量计的精度优于 ±1% 的工厂校准。基准数据可以是工厂的历史维修数据，或者是执行全面核查之后的现场测试结果。OPTICHECK 还提供详细的报告，用作安全回路的证明测试文档。
通过运营人员的现场核查，能够延长仪表的运行时间；无须从管道上拆下仪表、打包、发送到某个校准机构，然后再运输回来安装。
仪表自启动之日就运行良好
在 2020年2月，工厂运营人员开始为 SIS 系统使用新的科里奥利仪表。据 Siddiqui 说，该系统运行良好，提供了准确的读数，增强了 SIS 应用的信心。Siddiqui 表示：“通过采用科隆公司的仪表，我们秉承了系统的安全性，在获得免费启动支持的同时，优化了成本效率。”
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