本文結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析, 闡述影響計(jì)量準(zhǔn)確性的幾個(gè)外在因素, 同時(shí)提出解決方案。

質(zhì)量流量計(jì)正常工作時(shí), 測(cè)量管處于震動(dòng)狀態(tài), 對(duì)外來(lái)震動(dòng)非常敏感, 如果在流量計(jì)安裝區(qū)域存在其他震動(dòng)源, 震動(dòng)源的震動(dòng)頻率會(huì)影響質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管的震動(dòng)頻率, 引起流量計(jì)的異常震動(dòng)和零點(diǎn)漂移, 造成流量計(jì)量誤差。

處理方法:流量計(jì)本身應(yīng)加堅(jiān)實(shí)的支撐或減振板, 隔離管道振動(dòng);同時(shí)做好小流量切除。

由于傳感器是通過(guò)激勵(lì)線圈使測(cè)量管產(chǎn)生震動(dòng)的, 如果流量計(jì)工作區(qū)域附近有較大的磁場(chǎng)干擾, 會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響。

處理方法:泵、電機(jī)等能產(chǎn)生電磁干擾的設(shè)備與流量計(jì)間隔至少3米以上, 儀表走線要避開可能產(chǎn)生電磁干擾的設(shè)備。

在流量計(jì)安裝過(guò)程中, 如果流量計(jì)的傳感器法蘭與管道的中心軸沒(méi)有對(duì)準(zhǔn), 管道所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)作用到質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管上, 引起檢測(cè)探頭的不對(duì)稱或變形, 從而導(dǎo)致零點(diǎn)漂移, 造成計(jì)量誤差。

處理方法:

(1) 流量計(jì)安裝前, 先將法蘭焊接在工藝管道上, 先用直管段代替流量計(jì)傳感器, 安裝到管道上, 然后拆下直管段, 再安裝流量計(jì), 可減小安裝應(yīng)力。

(2) 流量計(jì)安裝完畢后, 用手操器或在變送器界面調(diào)出“調(diào)零菜單”并記錄出廠零點(diǎn)預(yù)設(shè)值, 調(diào)零完畢后再觀察此時(shí)零點(diǎn)值, 前后兩值要保證在一個(gè)數(shù)量級(jí)。如果兩值之間差異較大, 則說(shuō)明安裝應(yīng)力太大, 應(yīng)重新安裝。

目前生產(chǎn)的流量計(jì)只能做到準(zhǔn)確測(cè)量單相流, 而在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中, 當(dāng)工況條件發(fā)生變化時(shí), 物料容易汽化, 形成兩相流, 而兩相流往往是人們?nèi)菀缀雎缘膯?wèn)題。氣液的結(jié)合雖然緩沖了儀表的震動(dòng), 但要求驅(qū)動(dòng)線路輸出更多的能量以保持流量管的震動(dòng)。由于流量管對(duì)驅(qū)動(dòng)電流本身有限制, 一旦為了保持流量管的震動(dòng)而使輸出的電流超出范圍, 流量計(jì)將無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。

處理方法: (1) 改善物料發(fā)運(yùn)的工況條件, 使其含有的氣泡盡可能均勻分布, 達(dá)到流量計(jì)正常計(jì)量的要求; (2) 質(zhì)量流量計(jì)上游安裝消氣器, 盡量減少氣液混合現(xiàn)象; (3) 嚴(yán)格按照質(zhì)量流量計(jì)安裝規(guī)范安裝, 測(cè)量液體物料的流量管朝下安裝。

震動(dòng)、電磁干擾、安裝應(yīng)力這三個(gè)因素, 往往在流量計(jì)正式投用前的器具認(rèn)可環(huán)節(jié)就被逐一確認(rèn), 并消除隱患, 筆者就不再做詳細(xì)分析。然而兩相流的產(chǎn)生往往需要結(jié)合物料性質(zhì)以及發(fā)運(yùn)工況等多因素共同分析, 實(shí)際排查中存在一定難度。筆者就兩相流問(wèn)題以固液兩相、氣液兩項(xiàng)以及特殊的氣液兩相三個(gè)案例進(jìn)行分析。

瀝青在正常溫度下呈半固態(tài)。公司瀝青海運(yùn)將瀝青出廠后, 由儲(chǔ)運(yùn)部二車間瀝青罐通過(guò)泵輸送至泊位, 距離為 (2~3) km。瀝青罐溫度為130℃~140℃, 管道溫度為100℃左右。目前海運(yùn)出廠的瀝青管線分三段進(jìn)行伴熱保溫, 但因傳送距離長(zhǎng), 保溫措施并不能使管道內(nèi)瀝青達(dá)到符合計(jì)量要求的特性。加之傳輸初期, 管道內(nèi)還留存上次發(fā)料剩余的瀝青, 此瀝青由于管道溫度的影響, 黏度下降, 部分物料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài), 而管道后端的背壓不足以保持管內(nèi)物料的均勻狀態(tài), 所以經(jīng)過(guò)流量計(jì)的瀝青為固液混合狀態(tài), 直接引發(fā)計(jì)量誤差。

針對(duì)以上分析結(jié)果, 計(jì)量人員提出了瀝青海運(yùn)出廠采用流量計(jì)計(jì)量時(shí), 必須保證瀝青管道內(nèi)溫度不低于130℃的要求, 并建議完善保溫措施, 提高伴熱效率。采用打循環(huán)的方式對(duì)管道進(jìn)行預(yù)熱, 即在流量計(jì)下游增加循環(huán)管線, 發(fā)料前先打循環(huán), 用罐內(nèi)熱油將管線內(nèi)瀝青頂?shù)? 以此保證瀝青保持液體的工作狀態(tài)。另一方面, 溶劑脫瀝青裝置生產(chǎn)瀝青時(shí)加入了碳四溶劑, 因此瀝青中含有少量碳四輕烴組分, 在高溫、低壓時(shí)氣化, 造成氣液兩相。質(zhì)量流量計(jì)的運(yùn)行背壓偏低, 低于液體的飽和蒸汽壓, 會(huì)造成液體汽化, 尤其對(duì)于輕烴類液體和液化氣等易揮發(fā)物質(zhì), 因此需要增加背壓的要求。

根據(jù)瀝青的工藝和產(chǎn)品特性, 溫度需不低于130℃, 壓力不低于0.3MPa, 則能保證計(jì)量的準(zhǔn)確度要求。

環(huán)氧乙烷易燃、易爆、易自聚, 有毒, 裝車過(guò)程存在一定的危險(xiǎn)性。公司經(jīng)公路將環(huán)氧乙烷出廠, 現(xiàn)具有五條環(huán)氧乙烷裝車線, 每條裝車線上均裝有準(zhǔn)確度為0.2%的質(zhì)量流量計(jì), 現(xiàn)以流量計(jì)數(shù)作為結(jié)算數(shù)據(jù), 并通過(guò)汽車衡稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督比對(duì)。環(huán)氧乙烷灌裝時(shí)壓力必須大于其飽和蒸汽壓, 以防止環(huán)氧乙烷氣化, 才能保證質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確。然而在灌裝過(guò)程中壓力超壓時(shí), 會(huì)通過(guò)罐裝車的泄壓閥釋放壓力, 這也會(huì)造成部分經(jīng)罐車內(nèi)氣化的環(huán)氧乙烷通過(guò)泄壓閥排出, 從而造成按流量計(jì)計(jì)量失準(zhǔn)的情況。

以流量計(jì)結(jié)算的前提就需要解決這兩處的環(huán)氧乙烷氣化問(wèn)題。針對(duì)這兩點(diǎn), 提出了相對(duì)應(yīng)的解決方案, 均在輸送工藝上進(jìn)行解決。首先是可以在罐裝間隙, 始終讓環(huán)氧乙烷以打循環(huán)的方式充滿流量計(jì), 以確保流量計(jì)中的環(huán)氧乙烷一直處于液相, 避免由于氣液兩相造成流量計(jì)失準(zhǔn)。再就是裝車結(jié)束后, 用氮?dú)鈱⒘髁坑?jì)管線后的所有環(huán)氧乙烷吹掃至罐車內(nèi), 以確保所有經(jīng)過(guò)流量計(jì)計(jì)量的環(huán)氧乙烷都裝進(jìn)了客戶罐車中, 使客戶利益得到保護(hù)。為防止環(huán)氧乙烷氣化, 裝車前用氮?dú)鈱⒀b車前壓力控制在0.3MPa, 輸送泵出口壓力控制在0.7MPa, 對(duì)灌裝過(guò)程中泄壓閥的壓力控制在0.35MPa, 并將環(huán)氧乙烷的溫度控制在0℃以下, 這樣環(huán)氧乙烷因氣相流失的量可忽略不計(jì)。

PX為無(wú)色透明液體, 公司通過(guò)公路出廠銷售給客戶。有一段時(shí)間, 出現(xiàn)過(guò)每天車裝料時(shí), 有嚴(yán)重超差的情況, 且無(wú)規(guī)律地在多個(gè)PX裝貨架上發(fā)生。針對(duì)這一情況, 對(duì)流量各方面進(jìn)行檢查都無(wú)法找到原因。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù), 分析其流量、密度、溫度情況, 發(fā)現(xiàn)車出現(xiàn)超差時(shí)都會(huì)有密度明顯異常的情況。然而根據(jù)PX的物理特性以及當(dāng)時(shí)的溫度、壓力狀況, 不足以造成PX的氣化。那么經(jīng)過(guò)流量計(jì)的氣體又是什么呢?

通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)工藝員對(duì)整個(gè)發(fā)運(yùn)流程一步步分析, 終于發(fā)現(xiàn)造成密度異常是因?yàn)榇祾叩牡獨(dú)膺M(jìn)入了管線。每天裝料完畢后, 氮?dú)忾y門未被關(guān)閉, 氮?dú)鈮毫τ直容^高, 就會(huì)通過(guò)控制閥門泄漏進(jìn)管線, 在管線中聚集成氣泡, 從而造成流量計(jì)計(jì)量失準(zhǔn)。通過(guò)提高對(duì)氮?dú)忾y門的操作要求, 針對(duì)氮?dú)庑孤┻M(jìn)行控制, 公路灌裝PX車超差的問(wèn)題得以解決。

從對(duì)質(zhì)量流量計(jì)影響因素分析來(lái)看, 儀表自身因素造成的影響比較容易分析與查找, 解決起來(lái)也較為方便。而被測(cè)介質(zhì)的兩相流雖然目前可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快速查出, 但是如何解決兩相流問(wèn)題, 需要對(duì)物料的物理特性、儀表本身、工況條件等都要有全方位的了解和掌握, 才能根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)癥下藥, 解決兩相流造成的計(jì)量失準(zhǔn)問(wèn)題。

在解決計(jì)量糾紛的時(shí)候, 不光要關(guān)注流量計(jì)本身, 同時(shí)也要注意外在因素對(duì)流量計(jì)正常工作的影響。