質(zhì)量流量計的安裝改造

馬克文　李　芳

(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)分公司，靈武 750411)

0　引言

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)25萬噸/年甲醇項(xiàng)目自生產(chǎn)成品甲醇以來，計量成品甲醇產(chǎn)量的質(zhì)量流量計FI-1014由于安裝位置和方式不得當(dāng)，造成示值誤差較大，達(dá)到1.82％，通過對質(zhì)量流量計的工作原理進(jìn)行分析，科學(xué)制定改造方案，改造后示值誤差減少到0.60％，實(shí)踐證明質(zhì)量流量計安裝位置和安裝方式的合理選取，對質(zhì)量流量計的計量精度有很大的影響。

1　質(zhì)量流量計的工作原理

當(dāng)具有一定質(zhì)量的流體沿振動的測量管流動時，將產(chǎn)生會導(dǎo)致測量管彎曲的科氏力，這些微小的管道變形被安裝在最佳位置的傳感器檢測出來，并進(jìn)行電子評估。由于傳感器測得的相位遷移信號與質(zhì)量流量成正比，科氏力流量計可直接測量流量計中的質(zhì)量流量。

流量計測量管始終在進(jìn)行振動，工作條件下的振動頻率與測量管幾何形狀、流量計材料特性以及測量管中流體(也在振動)的質(zhì)量具有函數(shù)關(guān)系，從而可以準(zhǔn)確地測量所計量流體的密度。總之，使用質(zhì)量流量計，可以同時測量質(zhì)量流量、流體密度以及溫度。

2　質(zhì)量流量計示值偏高的原因

2011年8月1～5日質(zhì)檢計量中心對成品甲醇產(chǎn)量(FI-1014質(zhì)量流量計計量值與罐容計算量)的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次統(tǒng)計(見表1) 。 FI-1014質(zhì)量流量計相對誤差以罐容計算量(罐容經(jīng)國家第二大容量站檢定合格)為標(biāo)準(zhǔn)值而算得。

表1　質(zhì)量流量計計量值與罐容計算量比對表　單位：t

通過數(shù)據(jù)分析以及對現(xiàn)場儀表的安裝與使用情況進(jìn)行調(diào)查研究，得出以下結(jié)論：

1) 計量成品(甲醇)產(chǎn)量的質(zhì)量流量計FI-1014安裝在管道的最高點(diǎn)，在測量甲醇時，容易夾氣，不能始終保持測量管道充滿被測介質(zhì)，容易造成示值偏高的現(xiàn)象。

2) 質(zhì)量流量計是通過傳感器的振動來實(shí)現(xiàn)測量的，為防止外界干擾，儀表安裝地點(diǎn)不能有大的振動源，并應(yīng)采取加固措施來穩(wěn)定儀表附近的管道，而FI-1014恰好安裝在機(jī)泵P1007A/B附近(見圖1)，這樣會使外部的振動能量很容易通過其邊界結(jié)構(gòu)傳遞到傳感器的測量管上，將導(dǎo)致激勵主振動信號與測量副振動信號相互影響發(fā)生較大的變化，并且儀表兩端沒有進(jìn)行加固處理。如果質(zhì)量流量傳感器沒有足夠的穩(wěn)定性設(shè)計考慮，這些外部振動會引起傳感器振動狀態(tài)的不穩(wěn)定，輕則降低傳感器的精度，重則導(dǎo)致傳感器工作失效。

D1007A、D1007B-中間罐區(qū)精甲醇罐；TK5001-精甲醇成品罐區(qū)；P1007A、P1007B-機(jī)泵圖1　改造前安裝位置

3)在安裝的過程中，傳感器與管線不同軸，導(dǎo)致質(zhì)量流量計兩端出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，這種應(yīng)力會改變內(nèi)部的應(yīng)力分布，使內(nèi)部主振動、副振動的邊界條件發(fā)生改變，從而影響到測量精度，同時，也會導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，改變了結(jié)構(gòu)的剛度，影響測量準(zhǔn)確度。

3　質(zhì)量流量計改造方案

根據(jù)分析得出的結(jié)論，質(zhì)檢計量中心會同甲醇廠電儀車間與合成車間對質(zhì)量流量計提出如下改造方案：

1)為了確保計量的準(zhǔn)確性，經(jīng)決定，在測量甲醇的管線上新安裝一臺與FI-1014技術(shù)參數(shù)相同的質(zhì)量流量計(位號：FI-1066，生產(chǎn)廠家：艾默生；精度等級：0.15級)，與FI-1014形成串聯(lián)關(guān)系(見圖2)，將測量管線降低，使測量儀表處于最低位置，保證測量時始終處于滿管狀態(tài)，以便對兩臺流量計的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得出FI-1014質(zhì)量流量計的修正系數(shù)，對FI-1014進(jìn)行修正，當(dāng)FI-1066出現(xiàn)故障或下線進(jìn)行周期檢定時，用FI-1014的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)算。

圖2　改造后安裝位置

2)為防止外界干擾，儀表安裝地點(diǎn)不能有大的振動源且附近不能有變壓器、電動機(jī)和機(jī)泵等產(chǎn)生較大磁場的設(shè)備，并應(yīng)采取加固措施來穩(wěn)定儀表附近的管道。

3) 質(zhì)量流量計的傳感器和管道連接時不應(yīng)有應(yīng)力存在(主要是扭力)，為此要將傳感器在自由狀態(tài)下焊接在已經(jīng)支撐好的管道上。

2011年10月份，利用甲醇廠大檢修期間，按照改造方案對質(zhì)量流量計的安裝進(jìn)行了改造。經(jīng)廠家技術(shù)人員對FI-1066質(zhì)量流量計進(jìn)行現(xiàn)場檢查、調(diào)試，質(zhì)量流量計完全符合安裝和使用的要求。

2011年11月5～10日，大檢修結(jié)束開車后，質(zhì)檢計量中心對甲醇廠成品(甲醇)入庫計量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析(FI-1066質(zhì)量流量計計量值與罐容計算量)，F(xiàn)I-1066質(zhì)量流量計相對誤差以罐容計算量(罐容經(jīng)國家第二大容量站檢定合格)為標(biāo)準(zhǔn)值而算得，通過比對得出結(jié)論，如表2所示。

表2　質(zhì)量流量計計量值與罐容計算量比對表　單位：t

通過為期6天的數(shù)據(jù)計算得出FI-1066的示值誤差為0.6％，較之前FI-1014的示值誤差(1.82％)有很大改觀，已于12月初，通過質(zhì)檢計量中心對甲醇廠作出批示，將FI-1066作為計量甲醇產(chǎn)量的依據(jù)。

4　注意事項(xiàng)

質(zhì)量流量計由于能直接測量質(zhì)量流量，不受溫度、壓力、粘度和密度等因素的影響，儀表的測量精度高，目前已得到廣泛應(yīng)用，但要保證其計量精度，還應(yīng)作到以下幾點(diǎn)：

1)選型：主要考慮流量計的量程，盡量讓流量計工作在5：1量程之內(nèi)，以保證最佳效果；其次綜合考慮流速、壓損和介質(zhì)黏度 ，比如對于黏度較大的介質(zhì)可以選擇壓損較小的型號，另外還要綜合考慮價格、能耗等因素；2)質(zhì)量流量計應(yīng)嚴(yán)格按照使用技術(shù)要求進(jìn)行安裝、使用；3)質(zhì)量流量計應(yīng)按照檢定周期進(jìn)行檢定，并確保檢定合格在有效期內(nèi)使用；4)質(zhì)量流量計應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，使其始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)。

5　結(jié)束語

隨著煤化工企業(yè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)的能源計量部門承擔(dān)著為企業(yè)查找能耗弱點(diǎn)、優(yōu)化工藝、推進(jìn)精細(xì)化管理并提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的任務(wù)。質(zhì)量流量計由于性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠、維護(hù)量小和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，必將得到更加廣泛的應(yīng)用。希望用戶切實(shí)按說明書科學(xué)安裝、維護(hù)及保養(yǎng)，為指導(dǎo)生產(chǎn)、成本核算及節(jié)能降耗提供直觀、科學(xué)的依據(jù)。

[1]朱炳興，王森.儀表工試題集-現(xiàn)場儀表分冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002

[2]莊紹君.儀表維修工技術(shù)問答.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007

[3]李玉柱.影響科里奧利質(zhì)量流量計不確定度因素及修正.計量技術(shù)，2012(03)

[4]王蘭棟.質(zhì)量流量計在原油生產(chǎn)計量中的應(yīng)用分析.中國計量，2008(07)

[5]慕江源.科里奧利質(zhì)量流量計發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀.中國儀器儀表，2001(07)