干气密封流量计(主密封气、隔离气、缓冲气流量计),绝大多数是微小气体质量流量测量;压缩机干气密封依靠流量变化判断密封端面磨损、泄漏增大,是机组安全保护的关键仪表,不是普通工艺气体流量计。主流方案分为热式气体质量流量计、孔板 / 锥形差压流量 + 温压补偿、层流差压三类;进口主流品牌:艾默生、E+H、Kobold、CS‑Instruments 等,单台价格远高于普通气体流量计。
1)微小流量、宽量程比干气密封正常流量很小,但开机、故障泄漏时流量会几倍暴涨;量程比普遍要求 50:1~100:1。普通气体流量计小流量端直接失效;要识别流量缓慢上涨(密封磨损前兆),对小流量重复性、零点长期稳定性要求极高。
不是测大流量,而是要精准捕捉 “几十 Nm³/h 甚至几 Nm³/h” 的微小变化,用来做 DCS 高低流量报警、联锁。
2)压力波动大,不能依赖体积流量 密封气源压力会波动,必须测质量流量;体积流量(涡街、普通孔板)需要复杂温压补偿,补偿带来额外误差,很多现场直接弃用。 热式质量流量计直接输出标准质量流量,无需温压补偿,传感器芯片、标定成本高。
3)安全认证门槛高 压缩机区多为1 区氢气 / 烃类 IIC 防爆工况,需要 Ex ib IIC T6;部分 SIL‑1/SIL‑2 回路,需要 SIL 功能安全认证;证书、第三方评估推高硬件成本。
4)对零点漂移、长期稳定性严苛 仪表漂移会直接造成:误报警、该报警不报警,干气密封损坏,压缩机联锁停机。普通工业流量计几个月零点漂移,在工艺可以接受;干气密封监测不能接受,对传感器芯片、整机老化测试要求更高。
1)必须按实际工况标定:同样一台热式流量计,氮气、空气、氢气读数不一样;干气密封介质多为氮气、净化工艺气,需要实际介质或者等效标定,通用出厂标定不能直接用,标定工时成本高。 2)很多是小管径(DN15/DN20)高压本体,高压阀体、防爆表头、HART/RS485 多通讯,硬件配置高。 3)进口品牌属于压缩机成套配套仪表,成套溢价、备件垄断、交期长。
这台仪表本身不贵,但一旦失准,会造成干气密封损坏,压缩机非计划停机,单台压缩机停机损失几十万‑上百万;设备选型时优先选高可靠产品,市场愿意为可靠性支付溢价。
⚠️误区:拿普通压缩空气热式流量计直接替代干气密封流量计。普通款没有做高压、长期零点稳定性、工况标定,投用后漂移严重。
可以替代,但不是全部工况一刀切;分普通工况、关键高危工况,有明确边界。 国产现在两条技术路线:热式气体质量流量计、差压(孔板 / V 锥 + 温压补偿)方案。
1)普通炼化压缩机,非氢气高压工况,SIL 非强制要求国产热式质量流量计,防爆 Ex ib IIC T6、HART、4‑20mA 齐全;可以实现 ±1% FS~±1.5% FS 精度,量程比 50‑100:1;经过实际介质标定,能够满足干气密封日常监测、高低流量报警。
目标:捕捉流量上涨 / 下降趋势,做预报警;不做 SIS 联锁,只用 DCS 报警,大量现场已经成功应用。
2)预算受限改造项目,老装置国产化改造;介质为氮气、净化空气。
1)加氢、氢气压缩机、高压大机组,SIL2 安全回路国产可以提供 SIL2 认证产品,但要重点核查:SIL 证书是否覆盖本型号、MTBF 报告、同类压缩机干气密封项目业绩、第三方工况标定报告。
不建议直接选用无大型压缩机现场业绩的样机。
2)介质组分经常变化(介质含少量氢气、烃类混合气体);热式对气体组分敏感,组分改变会带来测量偏差,必须做组分修正。
1)项目要求整机随进口压缩机成套,强制原品牌备件; 2)超高压、特种混合气,无国产实际工况标定数据; 3)直接把普通民用热式,不经工况标定直接上压缩机干气密封系统。
工程现实:目前国内压缩机成套厂,中低压机组大量采用国产热式;加氢、大型乙烯压缩机关键机组,很多项目仍然保留进口,逐步试点国产化。
表格
| 方案 | 优点 | 短板 | 国产成熟度 |
|---|---|---|---|
| 热式气体质量流量计(主流) | 直接测质量流量,不用温压补偿,量程比宽,微小流量性能好,压损小 | 对气体组分敏感;探头怕微量油雾污染;需要按实际气体标定 | 高;普通工况可替代;高危 SIL 工况需要核查业绩证书 |
| 差压式(孔板 / V 锥 + 温压补偿变送器) | 耐油雾杂质,抗污染强;传感器技术成熟 | 量程比窄(3‑10:1),微小流量差压太小测不准;必须配套温压补偿,多故障点 | 很高,全部部件可国产;更适合大流量,小流量场景受限 |
干气密封最头疼的问题:密封气过滤器失效,微量油雾进入管路,污染热式探头,造成漂移。所以热式方案上游高精度过滤器是必须配套。
不要只看样本精度,必须要求按项目实际介质(氮气 / 氢气)做工况标定,提供标定报告;通用空气标定不能直接用于氮气、氢气测量。
防爆:氢气工况必须 IIC T6;本安 Ex ib,配套隔离安全栅。
如果用于 SIS 联锁回路:索要完整 SIL 证书,确认证书覆盖该型号,查看 MTBF,评估证明测试周期。
索要同类压缩机干气密封应用业绩,优先选用有石化压缩机现场案例的厂家,不要选实验室样机。
热式方案必须在上游配置精密除油过滤器,防止油雾污染探头;定期(6‑12 个月)做零点核查。
重要机组建议:DCS 同时配置流量高 / 低绝对值报警 + 流量变化率报警,捕捉密封缓慢泄漏。
干气密封流量计贵,根源不是硬件体积大,而是微小质量流量测量、宽量程、长期零点稳定、防爆 SIL 认证、工况标定,以及背后压缩机停机的高风险溢价。普通气体流量计不能直接拿来替代。
国产替代可行,优先用于 DCS 监测报警;高危氢气、SIL2 联锁回路,必须严格核查证书、标定、现场业绩,不能盲目替换。
热式是干气密封主流方案,但要注意油雾污染风险;差压方案抗脏污,但小流量性能差。
