本文介绍了液态烃介质流量测量的补偿问题，并结合WebFieldJX-300X系统提出具体的解决方法。
　　
　　蓝星石化公司天津石油化工厂于2005年投入运行的8万吨/年气分装置，应用了中控的WebFieldJX-300X系统作为控制检测系统，流量检测一次仪表使用了涡街流量计。液态烃介质的主要检测回路包括：C4出装置流量、丙烷产品出装置流量、丙烯产品出装置流量、液化气（LPG）进装置流量等液态烃介质。该类介质的密度受温度影响较大（压力稳定），造成装置的设计工况与实际工况偏差较大，此时，不适宜使用SUPCONJX-300X系统提供的标准补偿模块去进行运算，需要通过复杂公式进行补偿运算。
　　
　　分析及实施方法质量流量
　　
　　质量流量公式为体积流量乘介质重度：
　　
　　G实际=qv×γ实际（1）
　　
　　G设计=qv×γ设计（2）
　　
　　设涡街流量计的密度补偿系数与温度成线性关系，将式（1）/式（2）得：
　　
　　G实际/G设计=（qv×γ设计）/（qv×γ设计）
　　
　　=γ实际/γ设计=ρ实际/ρ设计（3）
　　
　　G实际=（ρ实际/ρ设计）×G设计
　　
　　=k×G设计（4）
　　
　　式中：k—密度补偿系数，即
　　
　　ρ实际/ρ设计（5）
　　
　　由于液体的密度、比重与温度成线性关系，故可以由一直线方程式来表示（见图1）：　　由图1可得；
　　
　　k'=（ρ设计-ρ20）/（t设计-20℃）（6）
　　
　　式中：k'—直线的斜率。
　　
　　故直线的方程式为：
　　
　　ρ实际=k'×（t实际-t设计）＋ρ设计（7）
　　
　　式中补偿系数为：
　　
　　k=ρ实际/ρ设计
　　
　　=〔k'×（t实际-t设计）＋ρ设计〕/ρ设计
　　
　　=k'×（t实际-t设计）/ρ设计＋1
　　
　　=（k'/ρ设计）×（t实际-t设计）+1
　　
　　=k''×（t实际-t设计）+1（8）
　　
　　式（8）中：
　　
　　k''=k'/ρ设计（9）
　　
　　计算数据见表1。　　
　　计算结果
　　
　　计算结果如下：
　　
　　FT-101温度补偿系数
　　
　　k=1-0.00310×（t-40）；
　　
　　FT-210温度补偿系数
　　
　　k=1-0.00310×（t-40）；
　　
　　FT-212温度补偿系数
　　
　　k=1-0.00236×（t-67）；
　　
　　FT-229温度补偿系数
　　
　　k=1-0.00401×（t-40）；
　　
　　FT-232温度补偿系数
　　
　　k=1-0.003362×（t-40）。　　结合以上补偿系数的计算公式，实现补偿系数整体方案是采用浮点数进行复杂计算的。SUPCONJX-300X系统提供多种运算控制模块，图2对使用模块的功能进行了简要说明。
　　
　　模块a的功能是将SFLOAT型的输入值转化为FLOAT型的输出值。
　　
　　模块b的功能是将输入浮点数值相乘，并将结果赋给输出浮点数值。
　　
　　模块c的功能是将输入浮点数值相减，并将结果赋给输出浮点数值。
　　
　　模块d的功能是将输入浮点数值相加，并将结果赋给输出浮点数值。
　　
　　具体实施方案见图3（以K210为例）。　　考虑SUPCONJX-300X系统中检测数据均以半浮点数0-1表示，需要将计算数据统一为浮点数。首先将检测点TE210实测温度由半浮点数转换为浮点数，然后乘以TE210量程（0~80℃）得到浮点数实测温度，代入公式计算，得出补偿系数K210。
　　
　　计算质量流量
　　
　　根据式（4）得:
　　
　　G实际计=k×G设计
　　
　　G实际计—补偿后的真实质量流量kg/h
　　
　　G设计—补偿前的质量流量kg/h
　　
　　k—补偿系数
　　
　　补偿系数k等式中的“t”为介质实际操作温度，单位℃。
　　
　　体积流量
　　
　　流量计的密度补偿
　　
　　流量计的密度补偿计算公式为：（当变送器送来的信号所代表刻度单位是体积流量单位m3/h时）
　　
　　G实际=γ工作×Q测量
　　
　　γ工作=（γ设计-γ20）÷（t设计－20）×（t－20）＋γ20
　　
　　式中：
　　
　　G实际—补偿后的真实质量流量kg/h；
　　
　　Q测量—补偿前的流量变送器来的测量体积流量m3/h；
　　
　　t设计—流量计的设计温度℃；
　　
　　t—流量变送器前温度测量点来的实际工作温度℃；
　　
　　γ设计—流量计的设计温度下的介质密度kg/m3；
　　
　　γ工作—流量计的实际工作温度条件下的介质密度kg/m3；
　　
　　γ20—20℃时介质的密度kg/m3。
　　　　计算结果
　　
　　计算结果如下：
　　
　　FT-101的γ工作=-0.0015665×（t-20）＋0.5593；
　　
　　FT-210的γ工作=-0.0015665×（t-20）＋0.5593；
　　
　　FT-212的γ工作=-0.001236×（t-20）＋0.5851；
　　
　　FT-229的γ工作=-0.001775×（t-20）＋0.5054；
　　
　　FT-232的γ工作=-0.001634×（t-20）＋0.5187。
　　
　　整体方案同样考虑采用浮点数进行复杂计算。具体实施方案如图4所示（以r210为例）。　　质量流量与体积流量补偿的分析
　　
　　两种补偿的特点
　　
　　质量流量补偿需要涡街流量计送来的信号为质量流量；体积流量补偿需要流量变送器送来的信号为体积流量信号，质量流量需要在流量变送器内部设置操作密度，这是一个固定参数，不能随工况变化而变化（需要经常在现场一次仪表修正密度）。因此质量流量存在较大误差，体积流量与密度无关，所以其误差仅与仪表本身的精度有关。
　　
　　补偿结果数据分析
　　
　　补偿结果数据见表3。　　
　　以上数据可从DCS系统的实时数据中统计得出。
　　
　　从表3的数据可以看出:
　　
　　（1）在质量流量补偿情况下，直接修正质量流量。在温度偏离设计值zui大的情况下（冬季），余C4介质可以有18%的误差，丙烷、丙烯的偏差为9%，液化气有15%误差，在zui接近设计工况下，余C4介质可以有0.3%的误差,丙烷、丙烯的偏差为0.01%，液化气有0.2%误差。
　　
　　（2）在体积流量补偿的情况下，修正的是工作密度。在温度偏离设计值zui大的情况下（冬季），余C4介质可以有5.81%的误差，丙烷的偏差为3.55%,丙烯的偏差为3.27%，液化气有0.1%误差。
　　
　　从上述分析可以看出，补偿的效果非常明显，明显提高检测和计量精度，对正确指导生产和安全生产有重要意义。
　　
　　实施重点
　　
　　为提高补偿精度和观察补偿效果及调整补偿方法，我们在工程师站进行了如下工作：
　　
　　（1）设置标准密度变量。无论质量流量还是体积流量补偿的计算均与介质的标准密度有关，因生产原料的多样性，其组成有很大变化，造成其密度随之而变化。在我们的补偿计算公式中，标准密度为常量，但在生产原料变化时，密度是变量而不是常量，所以我们在DCS中将计算公式中的标准密度设置为一个变量值，随标准密度变化及时进行修正，从而保证计算的准确性。
　　
　　（2）设置质量流量补偿系数变量。将质量流量补偿计算公式中的K值设置为变量，因而可以随时观察补偿情况，更加全面了解生产状况。
　　
　　（3）对质量流量补偿或体积流量补偿加设选择开关，依据实际需要，实现灵活选择。
　　
　　结论
　　
　　在工业生产装置中应用DCS系统，不但要实现一般的控制和检测，而且应当满足各种特殊控制和检测的要求，一般的补偿在DCS中可以直接应用现有模块进行即可，但对一些特殊工艺或介质，应当进行科学分析，选择正确的补偿方法，采用复杂运算才能行之有效。WebFieldJX-300X系统提供了多种运算方法，满足和实现了上述补偿计算要求，从而提高了装置的自动化控制与检测水平。
　　
　　液态烃介质在石油化工生产中都存在，无论使用何种流量计，上述补偿方法均可以借鉴和参考。