质量流量计的应用

收稿日期:2006202216

作者简介:李　玮(1970—

),男,甘肃环县人,1992年毕业于西安交通大学能源系化工自动化专业,一直在庆阳石化公司技术研究所从事自控专业工作。

质量流量计的应用

李　玮

(庆阳石化公司技术研究所,甘肃庆阳　745115)

摘要:介绍了质量流量计的工作原理和现场安装注意事项及在应用中出现的问题及解决方法,问题较为典型,可供设计维护及其他相关专业人员参考。

关键词:质量流量计;原理;安装使用;汽油;倒流;消气器

中图分类号:T H814 文献标识码:B 文章编号:100727324(2006)022*******

为进一步加强生产管理,强化班组成本核算,加大能源管理工作力度,确保公司内部物料交接计量的准确性,决定增加计量仪表对公司部分物料进行计量。按照自控仪表工程设计有关规定及计量仪表选型的有关要求,结合庆阳石化公司历年来仪表选型经验及目前同行业炼油厂计量仪表选型方案,确定以高精度、易维护的仪表取代原精度相对较低和维护量较大的仪表,且能并入计算机系统进行集中显示统计,最终确定选用美国艾默生公司的质量流量计,该产品测量精度高,性能稳定,带有RS 2485通讯接口,能很好地满足现场计量和企业

今后发展的要求。1　质量流量计简介

艾默生是世界上第一家将科里奥利(Coriolis )原理用于质量流量测量的制造商。艾默生质量流量计广泛用于石化领域,也是世界上最先进的流量仪表之一,其流量计是以科氏力为基础,在传感器内部装有两根平行的振动管,传感器中部装有驱动线圈,在两端装有拾振线圈;当外供的变送器激励电压加到驱动线圈上时,振动管开始做往复周期振动,介质流经传感器的振动管时,就会在振管上产生科氏力效应,使两根振管扭转振动,这时安装在振动管两端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号,这两个信号差与流经传感器的流体质量流量成比例关系,不同的介质流经传感器时,振管的主振频率不同。在传感器上的微处理器将信号转换为质量流量和密度,质量流量和密度在传感器内部没有直接关系,即二者不相互影响。传感器振管上安装的铂电阻可直接测量介质的温度,也不受其他条件影响。

根据该公司需要测量的介质特点和要达到的目的,优先选用高准EL ITE 系列带MVD TM 技术

的质量和密度流量计,因该公司主要以此来测量液体流量,故主要仪表参数:供电220V AC 或24V DC ;调节比500∶1～1∶1不等;仪表精度0.1,质

量流量重复性为0.05%流量,当流量低于(零点稳

定性/0.001)时,精度为{(零点稳定性/流量)×100}%流量,重复性为{1/2(零点稳定性/流量)×100}%流量;密度测量精度±2.0kg/m 3,重复性0.5kg/m 3;温度测量精度　摄式温度读数±1℃

±0.5%FS ,重复性±0.2℃;环境温度为-37～60℃。

额定流量范围和零点稳定性因仪表公称通径不同而不同,公称压力和使用温度可选。

根据该公司的实际情况,初步选用了12台CM F 系列质量流量计,隔爆型,精度为0.1级,

P N 1.6M Pa ,配套1700系列变送器。用于装置内

液化气进出计量和轻质油交接、销售总量的计量。但因各检测点位置较分散,故暂时不考虑接入装置的DCS 进行集中显示,仪表供电采用了220V AC ,变送器安装在靠近传感器的操作室内。2　仪表安装时应注意的事项

1)安装地点应避免电磁干扰。2)质量流量计上、下游无直管段要求。3)质量流量计可双向测量,但最好依流向标志

安装。

4)尽可能保证工艺管线与仪表安装法兰同心。5)流量计上、下游应装有截止阀以方便调零、

维护及确保流量计不工作时可处于满管状态。

仪器仪表与应用

石　油　化　工　自　动　化,2006,2∶95

AU TOMA TION

IN PETRO 2CH EMICAL INDUSTR Y

6)流量计上、下游工艺管道近法兰处应有牢固

支撑及夹持以防止震动影响测量精度。但不能在传感器下部加装支撑以免对传感器造成损坏。

7)在测量易汽化介质时,流量计下游最好装有

压力表,以观察在线压力,用以控制适当的背压,防止汽化。若在流量计中发生汽化将影响测量精度,甚至影响流量计正常工作。

8)传感器与变送器之间的最远距离为300m 。

完成安装后,根据仪表特性,在变送器即表头上固化了瞬时流量,累积流量,温度和密度等4个变量,且不能随意更改,投用后大部分仪表都能正常工作,能够真实地反应过程量及累积流量,而且在测量液化气进出装置流量时因其特有的密度测量功能,可以判定过程状态,以指导生产。如当密度在0.5kg/m 3以下波动或变化不定时,可以判定,可以通过调整操作压力等方法消除这种状况,维持生产装置的稳定。3　典型应用

该公司油品销售主要以过磅为主,油品销售总管上无流量仪表,汽油和柴油销售总管工艺管径分别为D N 200和D N 100,因工艺管线的最大流量较接近,故分别安装了1台CM F400(D N 100)质量流量计,2台流量计完全相同,有互换的条件,考虑到流量计安装在最低点以避免管道内气相积聚影响计量和实际维护方便,故传感器安装在泵出口管线上,变送器安装在操作室内。传感器和变送器严格按要求安装,现场工艺线路如图1所示

。

图1　现场工艺线安装

在完成安装后经艾默生公司售后服务工程师现场检查和调零后,肯定现场安装没有问题,仪表零位准确。但在使用过程中发现每天销售的汽油和柴油量与过磅相比较汽油表误差较大而柴油表准确,因地磅经常定期通过技术监督部门的校正,确认地磅准确,排除地磅的问题,故误差只能由流量计或工艺原因引起;因汽油柴油2台流量计仪表

选型完全相同,仪表参数也相同,在征得艾默生公司售后服务工程师同意后,对2台流量计进行位置互换,对运行参数重新做了校对,确认准确无误,并对其进行了再观察,结果同原现象一样即汽油相对误差较柴油大,这样可以判定误差只能由工艺原因引起。

在随后的跟踪观察中发现,由于销售装车口和罐区出口位置位势相差较大,且在每天完成销售装车后,考虑到管线内油品汽化使管线受压等的安全问题,即泵出口应始终处于常开状态。这样因进口管线位势高低不同,且销售口位势始终较罐区油品储存液位高,管道内油品存在倒流回罐现象,倒流量多少因成品罐内液位高低和启停泵次数多少而不同。这样导致计量误差较大,虽然质量流量计有双向流即正向流累加和反向流递减的功能,但在实际中因倒流时间较长和瞬时量较小几乎接近或达到仪表的不灵敏区等客观因素,双向流功能不足以克服倒流现象。还有汽油流经泵后存在汽化现象。

要有效地解决上述问题,具体实施方案:1)将仪表安装位置上移到发油台上以克服倒流;2)在流量计前增加消气器以克服油品汽化现象,变送器也随之移位。改进后现场工艺线路如图2所示

。

图2　改进后现场工艺线路

通过以上改进可有效消除测量误差,解决仪表计量不准的问题,达到计量的目的。

该公司异构化装置有1台CMF100系列流量计,测量介质为液化气,在刚投用不久,便出现密度显示不稳定的情况,同时工艺反映该表与实际生产状况相差较大,安装和仪表均没有问题,后经实际现场跟踪调查确认,由于该装置开停工频繁,尤其在开工过程中,出装置的液化气含杂质较多,这样容易在仪表的传感器内壁形成“壁挂”,这样随时间累积,将影响仪表的测量精度,后经拆除清洗并重新安装后,投用正常。艾默生质量流量计本身可测量“壁挂”现象,并可显示驱动增益,当该值达到或超过100时即表明该表内壁可能有杂物,需要清洗。

69石油化工自动化 2006年