董翠微
董翠微女士，艾默生過程控制有限公司系統(tǒng)部專員。
關(guān)鍵詞：科氏力質(zhì)量流量計緩流
一、科氏力質(zhì)量流量計概述
錦州精聯(lián)潤滑油添加劑有限公司調(diào)合裝置利用美國Micromotion 公司生產(chǎn)的D型科氏力質(zhì)量流量計對加入調(diào)合釜內(nèi)的基礎(chǔ)油進(jìn)行計量?？剖狭|(zhì)量流量計又叫直接式質(zhì)量流量計，由Micromotion公司首先開發(fā)出來的，所以也稱為Micromotion流量計，根據(jù)科里奧利(Coriolis)效應(yīng)制成的。假如在一個旋轉(zhuǎn)體系中，具有質(zhì)量m和速度v的物體，以角速度w 從里往外(反之亦然)運(yùn)動，則物體會受到一個切向力，該切向力稱為科里奧利力，簡稱為科氏力Fc，記為
-
Fc=-2mωv。
如圖1所示?？剖狭|(zhì)量流量計由傳感器和變送器兩部分組成，傳感器的結(jié)構(gòu)很
多，有的是兩根平行U 型管，有的是兩根Ω 型管，有的是兩根直管。盡管管子形
狀不同，但都是在管子上加電磁激勵，使其振蕩，當(dāng)流體流過管子時，在科里奧
利力作用下，管子會發(fā)生形變，通過光電檢測系統(tǒng)測量形變而測得液體質(zhì)量流量。
科氏力質(zhì)量流量計具有以下特點(diǎn)：
(1)可直接測量質(zhì)量流量，與被測介質(zhì)溫度、壓力、密度、黏度變化無關(guān)。而其他各種質(zhì)量流量計多采用間接測量方法，即先測得體積流量，再進(jìn)行溫度、壓力、密度補(bǔ)償后求出質(zhì)量流量。
(2)無可動部件，可靠性高。
(3)線性輸出，測量**度高，可達(dá)±0.1%～±0.2%。
(4)可調(diào)量程比寬，*高可達(dá)1:100。
(5)適用于各種液體，如腐蝕性、臟污介質(zhì)、懸浮液、兩相液體(液體中含氣體
量<10%體積)等。
二、科氏力質(zhì)量流量計在調(diào)合裝置中的應(yīng)用
在調(diào)合裝置生產(chǎn)工藝中，利用MP201 泵將TK107 立罐中的基礎(chǔ)油加入調(diào)合釜BLR201 中，科氏力質(zhì)量流量計FQ201 用來累計進(jìn)入BLR201 中的基礎(chǔ)油總量。
操作員預(yù)先在DCS 的FQ201 儀表面板上設(shè)置需加基礎(chǔ)油的總量，對上次實(shí)測累
積量清零，并啟動本次計量功能，打開調(diào)合釜入口電磁閥V201 并啟動基礎(chǔ)油泵
MP201，FQ201 開始對加入釜內(nèi)的基礎(chǔ)油計量。當(dāng)實(shí)測累計量達(dá)到FQ201 中操作員設(shè)置的目標(biāo)量后，DCS 內(nèi)自動送出聯(lián)鎖信號關(guān)閉調(diào)合釜入口電磁閥并停泵。
BLR201上安裝了反吹風(fēng)式液位變送器LI201，用于監(jiān)測釜內(nèi)液位，以噸為單位，
也為FQ201累計量提供了一個參考值。近期根據(jù)生產(chǎn)需要，裝置從一個臥罐TK204新鋪設(shè)一條管線至MP201 泵，因此還可利用MP201 泵將TK204 罐中的基礎(chǔ)油加入到BLR201 中，如圖2所示。
三、故障現(xiàn)象
當(dāng)采用新配管線加料后，利用TK204 罐和MP201 泵向BLR201 輸送8t基礎(chǔ)油時，FQ201 累計量達(dá)到8t 后關(guān)閥停泵，BLR201 釜上的液位計LI201 只顯示5.7t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所需量。
四、故障分析及原因
(1)由于BLR201 釜采用氮?dú)夥创碉L(fēng)法測量液位，因此*初懷疑氮?dú)鈮毫Σ粔?/span>造成液位儀表顯示偏低。查看公用工程畫面上的氮?dú)鈮毫χ甘局?，裝置供氮正常。
儀表維修人員確認(rèn)液位計LI201 工作正常。
(2)用檢尺方法測量液位，表明釜內(nèi)實(shí)際數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于8t。
(3)由于采用的是新管線，懷疑管線處理后仍有殘留的雜渣進(jìn)入質(zhì)量流量計中。利用TK107 內(nèi)的基礎(chǔ)油向BLR201 補(bǔ)加2.3t 后再檢尺，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量流量計工作正常。
(4)由于FQ201 是科氏力質(zhì)量流量計，與被測介質(zhì)的溫度、密度、壓力、黏度變化無關(guān)，因此排除原料密度的略微不同對FQ201 的影響。
(5)查看工藝管線，發(fā)現(xiàn)TK107 至MP201 入口采用的是4 英寸管線，從MP201至BLR201 采用3英寸管線，而從TK204 至MP201 入口之間新鋪設(shè)的管線由于空間有限，而采用了2 英寸管線。泵入口管線是2 英寸，而出口管線為3 英寸。在加油過程中，發(fā)現(xiàn)泵出口壓力低，原來正常時FQ201 的瞬時流量為30t/h，現(xiàn)在降至5t/h。由于新配工藝管線不合理，造成流量過低而形成緩流，無法完全充滿質(zhì)量流量計傳感器部分的U型管，是引起本例故障的主要原因。
(6)在科氏力質(zhì)量流量計中，需對傳感器管子進(jìn)行電磁激勵，使其振蕩。當(dāng)流體流過管子時，在科里奧利力作用下，管子會發(fā)生形變，通過測量管子形變而測得流體質(zhì)量流量。在本例故障中，當(dāng)被測液體在未充滿管子的情況下緩慢流動時，對傳感器管子造成不平衡振動，因而影響了傳感器的性能和**度，造成儀表讀數(shù)不準(zhǔn)。
五、解決方法
(1)關(guān)小泵出口手閥，增加泵出口壓力，FQ201 的瞬時流量由5.7t/h 增加到8t/h，
但仍然無法滿足FQ201 正常工作的條件，因此，只好采用方法2。
(2)TK204罐內(nèi)物料用完后，重新在罐底開4 英寸口，并另選路徑鋪設(shè)4 英寸管線至泵MP201 入口處。重新送料，FQ201 工作正常。
六、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
當(dāng)科氏力質(zhì)量流量計出現(xiàn)流量不準(zhǔn)，或批量累計值與實(shí)際值不符的情況時，產(chǎn)生的原因有多種，有些原因可以在傳感器/變送器處確定下來，有些原因則需要評估工藝條件變化才能確定下來。在故障分析判斷過程中，通常會用到以下工具：
數(shù)字式萬用表、智能手持終端(HART Communicator)、ProLink 軟件程序、AMS
軟件、Modbus 主控制器(僅適用于RFT9739 變送器)，或者變送器的顯示屏(僅適
用于3500 或_______3700 型變送器)。排除故障的方法可參見表。
表中第15項(xiàng)，是當(dāng)液態(tài)工藝介質(zhì)中含有空氣或氣體，或氣態(tài)工藝介質(zhì)中含有液體時，就會出現(xiàn)兩相流體。產(chǎn)生兩相流體的原因有如下幾種：
(1)泄漏。在工藝管線的連接點(diǎn)、閥及泵的密封處有可能出現(xiàn)泄漏，導(dǎo)致空氣進(jìn)入液態(tài)工藝介質(zhì)中。在系統(tǒng)入口處也有可能進(jìn)入空氣。檢查系統(tǒng)的泄漏點(diǎn)并將其修復(fù)。
(2)氣穴和閃蒸現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)處于或接近工藝液態(tài)介質(zhì)的蒸發(fā)壓力下工作時，造成氣泡進(jìn)入工藝液體中，就會產(chǎn)生氣穴和閃蒸現(xiàn)象。如果傳感器距離產(chǎn)生壓降的設(shè)備(如調(diào)節(jié)閥)很近，在該設(shè)備上游安裝傳感器能夠降低閃蒸的出現(xiàn)幾率；或者，增加傳感器下游的背壓也能夠減少氣穴和閃蒸現(xiàn)象的出現(xiàn)。
(3)“濺流”(Cascade)。當(dāng)液體的流速降低到僅能部分充滿傳感器的管子時，就會出現(xiàn)“濺流”現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因通常是由于液體向下流向一個安裝在垂直管線上的傳感器。為了排除這種情況，液體應(yīng)該由下向上流向垂直安裝的傳感器。
(4)測量系統(tǒng)中的高點(diǎn)。測量液體時，在系統(tǒng)的高處會收集到攜帶的氣泡(不凝氣泡)。如果液體流速很低，且／或高點(diǎn)相對于系統(tǒng)非常高，攜帶的氣泡就會增長
并存留下來。如果氣泡混入液體并通過傳感器，就會出現(xiàn)大的測量誤差。一種可
能的解決方法就是根據(jù)裝置情況和規(guī)程要求在系統(tǒng)的高點(diǎn)、傳感器的上游安裝排
空閥(用于無害氣體)或消氣器(用于有害氣體)。
(5)測量系統(tǒng)中的低點(diǎn)。測量氣體時，在系統(tǒng)的低處會收集到冷凝液。如果介質(zhì)的流速很低，且／或低點(diǎn)相對于系統(tǒng)非常低，冷凝液就會積累并保存下來。如果液體通過傳感器，就會出現(xiàn)測量誤差。一種可能的解決方法就是根據(jù)裝置的情況和規(guī)程要求在系統(tǒng)的低點(diǎn)、傳感器的上游安裝冷凝液排放閥。
（全文完）
來源：《世界儀表與自動化》