通過(guò)介紹質(zhì)量流量計(jì)的工作原理，分析可能導(dǎo)致其測(cè)量不準(zhǔn)的因素，針對(duì)介質(zhì)原因?qū)е沦|(zhì)量流量計(jì)測(cè)量不 準(zhǔn)的原因，提出相應(yīng)的解決辦法和整改措施。

0.前言

質(zhì)量流量計(jì)以其極高的精度、可靠的穩(wěn)定性,在 石化行業(yè)得到了普遍的應(yīng)用，特別是在產(chǎn)品計(jì)量和 貿(mào)易交接中，扮演著重要的角色。目前質(zhì)量流量計(jì) 在生產(chǎn)裝置和裝車平臺(tái)中應(yīng)用也很廣泛m。在儀 表保運(yùn)期間，遇到了測(cè)量液化氣質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量不 準(zhǔn)的現(xiàn)象,針對(duì)這種現(xiàn)象對(duì)其進(jìn)行了跟蹤處理。通 過(guò)討論分析其原因，對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的故障處理有很 重要的借鑒意義。

1.質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)

截取一根支管,流體在其內(nèi)以速度V從A端流 向B端,將此管置于以角速度co旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中。由 于管內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在軸向以速度v,在徑向以角速度o 運(yùn)動(dòng),此時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)受到一個(gè)切向Fc。這個(gè)力作用 在測(cè)量管上,在作用點(diǎn)兩邊方向相反,大小相同，為： Fc = 2ov8m。Fc就是科氏力。

質(zhì)量流量計(jì)是以科氏力為基礎(chǔ)，傳感器內(nèi)部有 兩根平行T型振管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有 拾振線圈，變送器提供激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)， 振動(dòng)管作往復(fù)周期振動(dòng)，流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器振動(dòng) 管,就會(huì)使振管上產(chǎn)生科氏力效應(yīng),使兩根振管扭轉(zhuǎn) 振動(dòng)，安裝振管兩端拾振線圈將產(chǎn)生相位不同兩組 信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)差與流經(jīng)傳感器流體質(zhì)量流量成 比例關(guān)系。通過(guò)測(cè)量并計(jì)算這兩個(gè)信號(hào)差就可以得到質(zhì)量流量。

2.影響質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的因素

影響質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的因素有很多,如儀表的 基本誤差,零點(diǎn)穩(wěn)定度、重復(fù)性誤差，這些誤差可以 從質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)計(jì)和制造方面來(lái)修正。質(zhì)量流量 計(jì)在安裝和使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，如周 圍環(huán)境強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng),液體介質(zhì)夾氣,流量計(jì)不滿 管等,都會(huì)影響質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量。

從質(zhì)量流量計(jì)的工作原理可知，它是基于振動(dòng) 的原理進(jìn)行測(cè)量的儀表，而外界的機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生 的諧振波勢(shì)必會(huì)干擾儀表自有的振幅和頻率，影響 測(cè)量精度。因此在初期應(yīng)規(guī)范儀表的安裝，盡量避 免有機(jī)械振動(dòng)的地方,遠(yuǎn)離泵房、機(jī)組等振動(dòng)源。安裝時(shí)采用無(wú)應(yīng)力安裝，流量計(jì)前后直管段應(yīng)安裝固 定支架。

機(jī)械振動(dòng)的因素通過(guò)規(guī)范安裝是可以避免的, 但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于工藝介質(zhì)的因素導(dǎo)致質(zhì)量流 量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。以下結(jié)合中海油惠 州煉化228單元汽車裝車質(zhì)量流量計(jì)的使用情況, 分析介質(zhì)因素對(duì)質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的影響。

3.系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)采集方案

228單元液化氣汽車裝車鶴位構(gòu)成如圖1,液化 氣自灌區(qū)來(lái)，經(jīng)過(guò)兩臺(tái)泵加壓，輸送至距灌區(qū)600 m 遠(yuǎn)的228單元6個(gè)液化氣裝車鶴位。裝車過(guò)程為：

液化氣由液相管線經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后輸送至汽車槽車 內(nèi)，在開始裝車后前3 min,批量發(fā)油控制器（批控 器）控制液相調(diào)節(jié)閥在50%開度,3 min后閥門全 開。由于槽車初始?jí)毫Φ?液化氣在進(jìn)入槽車后有 氣化現(xiàn)象,槽車內(nèi)氣相由氣相線經(jīng)氣相質(zhì)量流量計(jì) 計(jì)量后返回裝置。

量流量計(jì)發(fā)出兩路信號(hào),頻 率信號(hào)至批控器，通過(guò)RS485通訊至上位機(jī)，批控 器在判斷實(shí)際裝車量與預(yù)裝車輛一致后關(guān)閉調(diào)節(jié) 閥,停止裝車。上位機(jī)在接收到裝車停止信號(hào)后,通 過(guò)采集到的液相質(zhì)量流量計(jì)的后表值（裝車停止后 流量計(jì)數(shù)據(jù)）減去前表值（裝車前流量計(jì)數(shù)據(jù)）,即 為液相量。 氣相質(zhì)量流量計(jì)的后表值( 裝車停止后 流量計(jì)數(shù)據(jù)）減去前表值（裝車前流量計(jì)數(shù)據(jù)）為槽 車排出氣相量,所以槽車實(shí)際液相計(jì)量為液相量減 去槽車排出氣相量。槽車在出廠時(shí)再經(jīng)過(guò)地磅復(fù) 檢,流量計(jì)計(jì)量與地磅計(jì)量偏差在100 kg內(nèi)即認(rèn)為 流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確可靠。

4.故障現(xiàn)象及原因分析

在實(shí)際裝車過(guò)程中，流量計(jì)一般都能夠的 計(jì)量，與地磅計(jì)量值誤差一般忘60 kg,但據(jù)操作人 員反映并查詢上位機(jī)得知，流量計(jì)計(jì)量在某些情況 下少計(jì)量，與地磅偏差甚至達(dá)到1 000 kg。維護(hù)人 員對(duì)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行了檢查和標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)儀表周圍 無(wú)振動(dòng)源,儀表前后直管段均有支架支撐,排除了機(jī) 械振動(dòng)的因素。技術(shù)人員判斷流量計(jì)硬件無(wú)故障。

4.1故障現(xiàn)象

由于偏差大的情況會(huì)不定時(shí)出現(xiàn)，維護(hù)人員進(jìn) 行了跟車觀察并實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)的工作。通過(guò)兩周的 連續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)：每當(dāng)液相流量計(jì)出現(xiàn)A102報(bào)警的 時(shí)候,流量計(jì)裝車計(jì)量就會(huì)出現(xiàn)偏差,并且報(bào)警持續(xù) 的時(shí)間越短,偏差就越小；時(shí)間越長(zhǎng),偏差就越大;沒(méi) 有報(bào)警的情況,流量計(jì)裝車計(jì)量沒(méi)有偏差。部分記 錄數(shù)據(jù)如表1所示。

4.2原因分析

通過(guò)綜合判斷，流量計(jì)出現(xiàn)A102報(bào)警是導(dǎo)致 流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)的主要原因。查詢資料得知A102 報(bào)警代表流量計(jì)驅(qū)動(dòng)增益超限，而驅(qū)動(dòng)增益超限往 往是液相帶氣引起的。并且在出現(xiàn)A102報(bào)警時(shí), 變送器顯示介質(zhì)密度異常，變送器正常測(cè)量液化氣 密度為523 kg/m3,在出現(xiàn)報(bào)警時(shí)顯示密度200 ~ 300 kg/m3波動(dòng)，直至報(bào)警消失時(shí)，密度顯示正常。據(jù)此判斷液化氣介質(zhì)夾氣是造成質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量不 準(zhǔn)的主要原因。而造成介質(zhì)夾氣的原因是氣蝕，而

氣蝕恰恰會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)。

氣蝕是指液體在一定溫度下低于該介質(zhì)的飽和 蒸氣壓而產(chǎn)生氣化的現(xiàn)象。液化氣在流量計(jì)內(nèi)發(fā)生 氣蝕時(shí),液化氣由液相變成氣相，體積急劇增大，氣 蝕形成的氣泡破裂后形成強(qiáng)大的沖擊力作用在測(cè)量 管上,造成測(cè)量管異常振動(dòng)。質(zhì)量流量計(jì)是基于振 動(dòng)原理進(jìn)行測(cè)量的儀表，這種異常振動(dòng)導(dǎo)致了流量 計(jì)測(cè)量不準(zhǔn),甚至不能正常工作。氣蝕不僅造成測(cè) 量管異常振動(dòng),氣泡破裂形成的沖擊波還會(huì)造成測(cè) 量管疲勞而損壞。氣蝕形成的氣泡還會(huì)導(dǎo)致流量計(jì) 測(cè)量管不滿管,而質(zhì)量流量計(jì)只有在滿管狀態(tài)下才 能正常工作,氣蝕造成的不滿管也會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)不 能正常測(cè)量。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察并與工藝人員溝通，分析主要有設(shè) 備因素和操作原因。

4.2.1設(shè)備因素

228單元液化氣裝車是由產(chǎn)品罐區(qū)2臺(tái)泵提供 壓力，經(jīng)管道輸送至228單元6個(gè)裝車鶴位,距離約 600 m,在車少的情況下開1臺(tái)泵，臺(tái)車以上開2 臺(tái)泵。在跟車過(guò)程中發(fā)現(xiàn),2輛車同時(shí)裝車，在開1 臺(tái)泵的情況下,流量計(jì)沒(méi)有出現(xiàn)A102報(bào)警，但3輛 車或3輛以上同時(shí)裝車時(shí),液相就會(huì)出現(xiàn)帶氣現(xiàn)象, 流量計(jì)出現(xiàn)A102報(bào)警。分析是由于動(dòng)力泵功率 小、數(shù)量少,管道輸送距離遠(yuǎn)，輸送過(guò)程中有壓損導(dǎo) 致液化氣壓力不足出現(xiàn)氣化的現(xiàn)象。在南方夏季氣 溫較高，輸送管道長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下暴曬，介質(zhì)溫 度升高,也有可能導(dǎo)致液化氣氣化現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2. 2操作原因

如果正在裝車時(shí),又有車輛加入裝車,也會(huì)導(dǎo)致 液相流量計(jì)出現(xiàn)A102報(bào)警的發(fā)生。分析原因是新 加入車輛槽車壓力小,通常都在0.2 ~ 0.4 MPa,而 液化氣在20 ~ 30 °C時(shí)飽和蒸氣壓是0. 21 ~ 0. 38MPa,降低了管網(wǎng)壓力，液化氣介質(zhì)出現(xiàn)氣蝕。

液相計(jì)量不準(zhǔn)易造成裝車不準(zhǔn)，而實(shí)際計(jì)量是 由液相計(jì)量值減去氣相計(jì)量值,如果氣相計(jì)量不準(zhǔn) 也會(huì)造成實(shí)際計(jì)量偏少。氣相流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)是由 于不滿管引起流量計(jì)零漂造成的，原因是操作人員 在裝車結(jié)束后沒(méi)有關(guān)閉氣相后手閥，造成在沒(méi)有開 氣相時(shí),氣相流量計(jì)已經(jīng)開始計(jì)量,現(xiàn)場(chǎng)觀察到零漂 累積量可達(dá)到160 kg,這樣裝車至少多裝160 kg。

5.改進(jìn)措施

針對(duì)上述因素，增加一臺(tái)動(dòng)力泵，提高介質(zhì)壓 力,對(duì)輸送管道包裏保溫,減少環(huán)境溫度對(duì)介質(zhì)的影 響。但考慮到成本因素，流量計(jì)組態(tài)內(nèi)容中有_項(xiàng) 開啟“夾氣處理”實(shí)施后只能在介質(zhì)帶氣時(shí)消除報(bào) 警,對(duì)流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)的問(wèn)題沒(méi)有明顯改觀，因此主 要從以下幾條措施減小液化氣介質(zhì)帶氣對(duì)流量計(jì)測(cè) 量的影響。

5.1合理安排裝車

在出現(xiàn)3輛車以上同時(shí)裝車的情況下，開2臺(tái) 泵,盡量避免6個(gè)鶴位同時(shí)裝車,6個(gè)鶴位裝車時(shí), 雖然每輛車都能裝,但每個(gè)鶴位的流速都降低了,每 臺(tái)次需要4 h,延長(zhǎng)了裝車時(shí)間，理論上每天能裝36 車。綜合考慮每次***多安排5個(gè)鶴位同時(shí)裝車，每 臺(tái)次需要3.5 h,理論上每天能裝34車,既***大限度 避免了裝車效率的降低,又避免了計(jì)量不準(zhǔn)的情況。

5. 2增加流量計(jì)后背壓

***小背壓根據(jù)公式:p = 2\p + 1. 25pc,式中, 為流量計(jì)***小背壓;Ap,***大流量時(shí)流量計(jì)壓降;Pc液化氣飽和蒸氣壓。

在批控器里組態(tài)，增加液相調(diào)節(jié)閥小開度時(shí)間 以增加背壓,50%開度時(shí)間由原來(lái)的3 min提高到 10 min,同時(shí)關(guān)小液相后手閥的開度，以提高背壓， 待槽車內(nèi)壓力升高后,再全開液相后手閥。

5.3防止低拉低管網(wǎng)壓力情況

在其他鶴位正在裝車,又有車輛加入裝車時(shí),關(guān) 小新加入車輛鶴位的液相后手閥，防止新加入槽車 壓力低拉低管網(wǎng)壓力情況的發(fā)生。

5.4及時(shí)關(guān)閉氣相后手閥

在每次裝車結(jié)束后,及時(shí)關(guān)閉氣相后手閥，防止 氣相流量計(jì)零漂現(xiàn)象的產(chǎn)生。在開氣相時(shí)，先開鶴 管手閥，再打開氣相后手閥。

5.5定期對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)零

措施實(shí)施后部分跟蹤數(shù)據(jù)如表2所示。

在實(shí)施條措施后沒(méi)有再出現(xiàn)少計(jì)量的情 況。由于生產(chǎn)實(shí)際，不能避免6個(gè)鶴位同時(shí)裝車的 情況，雖然提高壓力的源頭一動(dòng)力泵沒(méi)有得到解決， 液化氣介質(zhì)帶氣沒(méi)有得到根本消除,但實(shí)施了上述 改進(jìn)措施后，流量計(jì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象大大改觀， 出現(xiàn)偏差時(shí),偏差值也大大降低,滿足了生產(chǎn)要求。

6.總結(jié)

對(duì)液化氣介質(zhì)氣蝕以及由于液化氣介質(zhì)氣蝕導(dǎo) 致介質(zhì)夾氣導(dǎo)致的質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)的原因進(jìn)行 了分析。在實(shí)際使用中，介質(zhì)對(duì)質(zhì)量流量計(jì)影響因素還有很多,如介質(zhì)壓力過(guò)高。質(zhì)量流量計(jì)是在一 定壓力下標(biāo)定的，通常是0.45 MPa,而實(shí)際生產(chǎn)中 往往高于標(biāo)定壓力，高時(shí)甚至達(dá)到1.0 MPa以上。 壓力高時(shí),傳感器測(cè)量管材質(zhì)變硬,而測(cè)量管剛度的 輕微變化會(huì)引起測(cè)量產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向偏差，導(dǎo)致質(zhì)量 流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)。因此質(zhì)量流量計(jì)在使用過(guò)程中， 特別是在故障處理中，要充分考慮介質(zhì)狀態(tài)的變化， 與生產(chǎn)密切溝通,使工藝介質(zhì)滿足質(zhì)量流量計(jì)的使 用條件，已達(dá)到質(zhì)量流量計(jì)正常測(cè)量的目的。