董翠微
董翠微女士，艾默生過(guò)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(jì)緩流
一、科氏力質(zhì)量流量計(jì)概述
錦州精聯(lián)潤(rùn)滑油添加劑有限公司調(diào)合裝置利用美國(guó)Micromotion 公司生產(chǎn)的D型科氏力質(zhì)量流量計(jì)對(duì)加入調(diào)合釜內(nèi)的基礎(chǔ)油進(jìn)行計(jì)量。科氏力質(zhì)量流量計(jì)又叫直接式質(zhì)量流量計(jì)，由Micromotion公司首先開(kāi)發(fā)出來(lái)的，所以也稱為Micromotion流量計(jì)，根據(jù)科里奧利(Coriolis)效應(yīng)制成的。假如在一個(gè)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(dòng)，則物體會(huì)受到一個(gè)切向力，該切向力稱為科里奧利力，簡(jiǎn)稱為科氏力Fc，記為
-
Fc=-2mωv。
如圖1所示。科氏力質(zhì)量流量計(jì)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(lì)，使其振蕩，當(dāng)流體流過(guò)管子時(shí)，在科里奧
利力作用下，管子會(huì)發(fā)生形變，通過(guò)光電檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量形變而測(cè)得液體質(zhì)量流量。
科氏力質(zhì)量流量計(jì)具有以下特點(diǎn)：
(1)可直接測(cè)量質(zhì)量流量，與被測(cè)介質(zhì)溫度、壓力、密度、黏度變化無(wú)關(guān)。而其他各種質(zhì)量流量計(jì)多采用間接測(cè)量方法，即先測(cè)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(wú)可動(dòng)部件，可靠性高。
(3)線性輸出，測(cè)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(jì)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(jì)FQ201 用來(lái)累計(jì)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(duì)上次實(shí)測(cè)累
積量清零，并啟動(dòng)本次計(jì)量功能，打開(kāi)調(diào)合釜入口電磁閥V201 并啟動(dòng)基礎(chǔ)油泵
MP201，FQ201 開(kāi)始對(duì)加入釜內(nèi)的基礎(chǔ)油計(jì)量。當(dāng)實(shí)測(cè)累計(jì)量達(dá)到FQ201 中操作員設(shè)置的目標(biāo)量后，DCS 內(nèi)自動(dòng)送出聯(lián)鎖信號(hào)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(cè)釜內(nèi)液位，以噸為單位，
也為FQ201累計(jì)量提供了一個(gè)參考值。近期根據(jù)生產(chǎn)需要，裝置從一個(gè)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(shí)，FQ201 累計(jì)量達(dá)到8t 后關(guān)閥停泵，BLR201 釜上的液位計(jì)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(cè)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(huà)面上的氮?dú)鈮毫χ甘局担b置供氮正常。
儀表維修人員確認(rèn)液位計(jì)LI201 工作正常。
(2)用檢尺方法測(cè)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(jì)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(jì)工作正常。
(4)由于FQ201 是科氏力質(zhì)量流量計(jì)，與被測(cè)介質(zhì)的溫度、密度、壓力、黏度變化無(wú)關(guān)，因此排除原料密度的略微不同對(duì)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(guò)程中，發(fā)現(xiàn)泵出口壓力低，原來(lái)正常時(shí)FQ201 的瞬時(shí)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(guò)低而形成緩流，無(wú)法完全充滿質(zhì)量流量計(jì)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(jì)中，需對(duì)傳感器管子進(jìn)行電磁激勵(lì)，使其振蕩。當(dāng)流體流過(guò)管子時(shí)，在科里奧利力作用下，管子會(huì)發(fā)生形變，通過(guò)測(cè)量管子形變而測(cè)得流體質(zhì)量流量。在本例故障中，當(dāng)被測(cè)液體在未充滿管子的情況下緩慢流動(dòng)時(shí)，對(duì)傳感器管子造成不平衡振動(dòng)，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(shí)流量由5.7t/h 增加到8t/h，
但仍然無(wú)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(kāi)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(jì)出現(xiàn)流量不準(zhǔn)，或批量累計(jì)值與實(shí)際值不符的情況時(shí)，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(lái)，有些原因則需要評(píng)估工藝條件變化才能確定下來(lái)。在故障分析判斷過(guò)程中，通常會(huì)用到以下工具：
數(shù)字式萬(wàn)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(jiàn)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(shí)，就會(huì)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(shí)，造成氣泡進(jìn)入工藝液體中，就會(huì)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(shí)，就會(huì)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(gè)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(cè)量系統(tǒng)中的高點(diǎn)。測(cè)量液體時(shí)，在系統(tǒng)的高處會(huì)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(duì)于系統(tǒng)非常高，攜帶的氣泡就會(huì)增長(zhǎng)
并存留下來(lái)。如果氣泡混入液體并通過(guò)傳感器，就會(huì)出現(xiàn)大的測(cè)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(wú)害氣體)或消氣器(用于有害氣體)。
(5)測(cè)量系統(tǒng)中的低點(diǎn)。測(cè)量氣體時(shí)，在系統(tǒng)的低處會(huì)收集到冷凝液。如果介質(zhì)的流速很低，且／或低點(diǎn)相對(duì)于系統(tǒng)非常低，冷凝液就會(huì)積累并保存下來(lái)。如果液體通過(guò)傳感器，就會(huì)出現(xiàn)測(cè)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(lái)源：《世界儀表與自動(dòng)化》