本文結合實際案例進行分析, 闡述影響計量準確性的幾個外在因素, 同時提出解決方案。

質量流量計正常工作時, 測量管處于震動狀態(tài), 對外來震動非常敏感, 如果在流量計安裝區(qū)域存在其他震動源, 震動源的震動頻率會影響質量流量計測量管的震動頻率, 引起流量計的異常震動和零點漂移, 造成流量計量誤差。

處理方法:流量計本身應加堅實的支撐或減振板, 隔離管道振動;同時做好小流量切除。

由于傳感器是通過激勵線圈使測量管產生震動的, 如果流量計工作區(qū)域附近有較大的磁場干擾, 會對測量結果造成影響。

處理方法:泵、電機等能產生電磁干擾的設備與流量計間隔至少3米以上, 儀表走線要避開可能產生電磁干擾的設備。

在流量計安裝過程中, 如果流量計的傳感器法蘭與管道的中心軸沒有對準, 管道所產生的應力會作用到質量流量計的測量管上, 引起檢測探頭的不對稱或變形, 從而導致零點漂移, 造成計量誤差。

處理方法:

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

(2) 流量計安裝完畢后, 用手操器或在變送器界面調出“調零菜單”并記錄出廠零點預設值, 調零完畢后再觀察此時零點值, 前后兩值要保證在一個數量級。如果兩值之間差異較大, 則說明安裝應力太大, 應重新安裝。

目前生產的流量計只能做到準確測量單相流, 而在實際測量過程中, 當工況條件發(fā)生變化時, 物料容易汽化, 形成兩相流, 而兩相流往往是人們容易忽略的問題。氣液的結合雖然緩沖了儀表的震動, 但要求驅動線路輸出更多的能量以保持流量管的震動。由于流量管對驅動電流本身有限制, 一旦為了保持流量管的震動而使輸出的電流超出范圍, 流量計將無法準確測量。

處理方法: (1) 改善物料發(fā)運的工況條件, 使其含有的氣泡盡可能均勻分布, 達到流量計正常計量的要求; (2) 質量流量計上游安裝消氣器, 盡量減少氣液混合現象; (3) 嚴格按照質量流量計安裝規(guī)范安裝, 測量液體物料的流量管朝下安裝。

震動、電磁干擾、安裝應力這三個因素, 往往在流量計正式投用前的器具認可環(huán)節(jié)就被逐一確認, 并消除隱患, 筆者就不再做詳細分析。然而兩相流的產生往往需要結合物料性質以及發(fā)運工況等多因素共同分析, 實際排查中存在一定難度。筆者就兩相流問題以固液兩相、氣液兩項以及特殊的氣液兩相三個案例進行分析。

瀝青在正常溫度下呈半固態(tài)。公司瀝青海運將瀝青出廠后, 由儲運部二車間瀝青罐通過泵輸送至泊位, 距離為 (2~3) km。瀝青罐溫度為130℃~140℃, 管道溫度為100℃左右。目前海運出廠的瀝青管線分三段進行伴熱保溫, 但因傳送距離長, 保溫措施并不能使管道內瀝青達到符合計量要求的特性。加之傳輸初期, 管道內還留存上次發(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物料的均勻狀態(tài), 所以經過流量計的瀝青為固液混合狀態(tài), 直接引發(fā)計量誤差。

針對以上分析結果, 計量人員提出了瀝青海運出廠采用流量計計量時, 必須保證瀝青管道內溫度不低于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)的方式對管道進行預熱, 即在流量計下游增加循環(huán)管線, 發(fā)料前先打循環(huán), 用罐內熱油將管線內瀝青頂掉, 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瀝青時加入了碳四溶劑, 因此瀝青中含有少量碳四輕烴組分, 在高溫、低壓時氣化, 造成氣液兩相。質量流量計的運行背壓偏低, 低于液體的飽和蒸汽壓, 會造成液體汽化, 尤其對于輕烴類液體和液化氣等易揮發(fā)物質, 因此需要增加背壓的要求。

根據瀝青的工藝和產品特性, 溫度需不低于130℃, 壓力不低于0.3MPa, 則能保證計量的準確度要求。

環(huán)氧乙烷易燃、易爆、易自聚, 有毒, 裝車過程存在一定的危險性。公司經公路將環(huán)氧乙烷出廠, 現具有五條環(huán)氧乙烷裝車線, 每條裝車線上均裝有準確度為0.2%的質量流量計, 現以流量計數作為結算數據, 并通過汽車衡稱重數據進行監(jiān)督比對。環(huán)氧乙烷灌裝時壓力必須大于其飽和蒸汽壓, 以防止環(huán)氧乙烷氣化, 才能保證質量流量計計量準確。然而在灌裝過程中壓力超壓時, 會通過罐裝車的泄壓閥釋放壓力, 這也會造成部分經罐車內氣化的環(huán)氧乙烷通過泄壓閥排出, 從而造成按流量計計量失準的情況。

以流量計結算的前提就需要解決這兩處的環(huán)氧乙烷氣化問題。針對這兩點, 提出了相對應的解決方案, 均在輸送工藝上進行解決。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, 以確保流量計中的環(huán)氧乙烷一直處于液相, 避免由于氣液兩相造成流量計失準。再就是裝車結束后, 用氮氣將流量計管線后的所有環(huán)氧乙烷吹掃至罐車內, 以確保所有經過流量計計量的環(huán)氧乙烷都裝進了客戶罐車中, 使客戶利益得到保護。為防止環(huán)氧乙烷氣化, 裝車前用氮氣將裝車前壓力控制在0.3MPa, 輸送泵出口壓力控制在0.7MPa, 對灌裝過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。

PX為無色透明液體, 公司通過公路出廠銷售給客戶。有一段時間, 出現過每天車裝料時, 有嚴重超差的情況, 且無規(guī)律地在多個PX裝貨架上發(fā)生。針對這一情況, 對流量各方面進行檢查都無法找到原因。通過實時數據, 分析其流量、密度、溫度情況, 發(fā)現車出現超差時都會有密度明顯異常的情況。然而根據PX的物理特性以及當時的溫度、壓力狀況, 不足以造成PX的氣化。那么經過流量計的氣體又是什么呢?

通過與現場工藝員對整個發(fā)運流程一步步分析, 終于發(fā)現造成密度異常是因為吹掃的氮氣進入了管線。每天裝料完畢后, 氮氣閥門未被關閉, 氮氣壓力又比較高, 就會通過控制閥門泄漏進管線, 在管線中聚集成氣泡, 從而造成流量計計量失準。通過提高對氮氣閥門的操作要求, 針對氮氣泄漏進行控制, 公路灌裝PX車超差的問題得以解決。

從對質量流量計影響因素分析來看, 儀表自身因素造成的影響比較容易分析與查找, 解決起來也較為方便。而被測介質的兩相流雖然目前可以通過實時數據快速查出, 但是如何解決兩相流問題, 需要對物料的物理特性、儀表本身、工況條件等都要有全方位的了解和掌握, 才能根據出現的問題對癥下藥, 解決兩相流造成的計量失準問題。

在解決計量糾紛的時候, 不光要關注流量計本身, 同時也要注意外在因素對流量計正常工作的影響。