洛陽分公司加熱爐燃料氣計量絕大多數(shù)采用孔板流量計，即采用體積測量值法，根據(jù)化驗密度和體積流量值計算燃料氣耗量。燃料氣的密度波動大且不能實時在線采集，加上節(jié)流件磨損、腐蝕以及維修等因素，導(dǎo)致孔板測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高，各裝置每月上報的燃料氣消耗數(shù)據(jù)與實際嚴(yán)重不符。本文試圖總結(jié)質(zhì)量流量計用于燃料氣計量中的一些經(jīng)驗做法，供石油化工同行參考。

 

   1.1 質(zhì)量流量計由傳感器和信號處理器組成，流量傳感器是一種基于科里奧利力效應(yīng)的諧振式傳感器，可直接測量出流體的質(zhì)量。其硬件原理框圖如下：

 

   1.2 科氏質(zhì)量流量計，利用流體流過振動的振動管時產(chǎn)生的科氏力，使振動管發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致兩個傳感器的輸出信號之間存在相位差，通過測出相位差和信號頻率即可得到質(zhì)量流量。

 

   1.3 測量氣體的性能要求。。寬量程比，更高的測量準(zhǔn)確度且長期穩(wěn)定，更寬的測量范圍，溫漂時漂非常低，體積小、重量輕，硬件簡單可靠，高復(fù)現(xiàn)性，能耗低，環(huán)境溫度影響近似于零。變送器硬件簡單，體積更小，可靠性更高，通用性好，用戶可以在過程控制應(yīng)用現(xiàn)場直接替換發(fā)生故障的變送器，而不用拆下傳感器一同標(biāo)定，這樣會極大地提高維修效率，節(jié)約成本。

 

   2011年檢修期間，我們在各加熱爐進(jìn)燃料氣主管線上安裝了13臺質(zhì)量流量計。由于長期不真實的“經(jīng)驗”數(shù)據(jù)，加上計量認(rèn)知上的偏差，車間和相關(guān)部門懷疑、不認(rèn)可新上的質(zhì)量流量計數(shù)據(jù)。根據(jù)2011年11月11日至30日加熱爐燃料氣焓值差、燃料氣熱值和加熱爐熱效率計算每臺爐子燃料氣消耗的理論測算值，采用新上質(zhì)量流量計的測量值分別與理論測算值、孔板體積 測量值進(jìn)行對比。結(jié)果表明：三種測量方法在焦化、四聯(lián)合、蠟油加氫、航煤加氫和直柴加氫小用戶裝置上數(shù)值較接近，但在常壓、重整和芳烴大用戶裝置上偏差較大。為驗證質(zhì)量流量計的準(zhǔn)確性，我們開展了“燃料氣計量優(yōu)化專題”活動。

 

    非常好，比對。對于差量較大的質(zhì)量流量計，計量管理中心牽頭，技術(shù)質(zhì)量處、生產(chǎn)調(diào)度處、機(jī)械動力處、質(zhì)檢中心和相關(guān)車間配合，經(jīng)兩周時間，對一聯(lián)合FT161、三聯(lián)合FT4001A、芳烴16FI400三臺燃料氣質(zhì)量流量計的各種參數(shù)采集、同時采樣化驗密度，并同步采集各個爐子孔板流量計的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比分析。

    結(jié)果表明：質(zhì)量流量計的顯示密度與化驗換算工況后的密度基本相符；而三臺質(zhì)量流量計的體積值與孔板流量計的體積量不相符，無法比對。

 

    第二，調(diào)研。為進(jìn)一步查找原因，計量管理中心請廠家技術(shù)人員又對質(zhì)量流量計進(jìn)行了詳細(xì)檢測，未發(fā)現(xiàn)異常；在先后調(diào)查了解石家莊、金陵、齊魯、濟(jì)南等煉廠燃料氣計量的基礎(chǔ)上，分析認(rèn)為：質(zhì)量流計運行可靠、計量準(zhǔn)確；孔板流量計因使用年限較長，磨損嚴(yán)重，體積數(shù)據(jù)不準(zhǔn)；燃料氣密度的變化帶來體積推算質(zhì)量時誤差大，非常終導(dǎo)致孔板流量計測量誤差大。

 

    第三，外送檢定。為消除計量爭議，經(jīng)請示分公司領(lǐng)導(dǎo)同意后，由計量管理中心、能源管理處和使用車間共同將質(zhì)量流量計外送至國家石油天然氣大流量計量站成都分站進(jìn)行第三方實流檢定。檢定結(jié)果表明：流量計誤差優(yōu)于1%，符合計量要求。

 

   第四，職能部門相互協(xié)作。機(jī)械動力處做好加熱爐優(yōu)化，提高加熱爐效率；技術(shù)質(zhì)量處牽頭查找燃料氣中氮氣含量高原因，并通過與兄弟企業(yè)對比分析，如異常制定整改措施；開展裝置對標(biāo)，燃料氣消耗納入計劃定額管理。

 

   第五，及時跟蹤和處理。計量管理中心指派專人定期現(xiàn)場檢查新上質(zhì)量流量計，旬、月現(xiàn)場抄表跟蹤并會同工藝人員查找分析，發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)系廠家處理。

 

   通過上述工作，質(zhì)量流量計數(shù)據(jù)較真實地反映了各裝置燃料氣的使用情況，得到了裝置和相關(guān)部門的認(rèn)可，為裝置節(jié)能降耗和優(yōu)化操作提供了計量依據(jù)。

 

 

3.1 流量計入口被堵。有一臺質(zhì)量流量計（管線管徑DN150、流量計通徑DN100）流量指示8.8 t／h，流量計入口壓力0.45 MPa，出口壓力0.1 MPa，而改走旁路時出、入口壓力均為0.43 MPa。隔離拆下該流量計，檢查發(fā)現(xiàn)流量計入口處被雜物堵塞；處理后重新安裝、進(jìn)行零點標(biāo)定，流量指示6.5 t／h，且流量波動平穩(wěn)。

 

3.2 燃料氣帶液。在冬季，質(zhì)量流量計出現(xiàn)指示數(shù)值大，與生產(chǎn)工況不符，平時用量為1.1 t／h，突然指示為1.8 t／h；關(guān)閉上下游閥門，進(jìn)行零點標(biāo)定，流量計報警提示：零點過大，無法進(jìn)行零點標(biāo)定；同時質(zhì)量流量計顯示的燃料氣密度也變大。

 

    分析判斷在冬季由于氣溫低、沒有伴熱，燃料氣發(fā)生液化。

    打開副線閥，關(guān)閉該流量計上下游閥，打開排污閥，排出大量液體后重新進(jìn)行零點標(biāo)定，未出現(xiàn)警報信息，恢復(fù)正常。

    因此，對于含有水汽或雜質(zhì)的燃料氣，流量計應(yīng)裝在上方的管線上，旁路走下方，這樣可避免水汽冷凝或雜質(zhì)帶來的影響；同時加裝伴熱管線，定期排液。

 

3.3 零點不穩(wěn)，標(biāo)定零點困難。流量計指示波動大，關(guān)閉上、下游閥，對流量計進(jìn)行零點標(biāo)定，流量計顯示報警：零點不穩(wěn)定，不能進(jìn)行零點標(biāo)定。

 

    出現(xiàn)零點不穩(wěn)可能有兩方面的因素：一是介質(zhì)形成氣液混合體，狀態(tài)不穩(wěn)，波動大；二是存在現(xiàn)場電磁干擾或機(jī)械振動。

    現(xiàn)場反復(fù)關(guān)閉上、下游閥門，檢查零點，判斷介質(zhì)是否穩(wěn)定；檢查地線連接可靠與否，降低電磁干擾影響；再進(jìn)行零點標(biāo)定，恢復(fù)正常。

 

3.4 流量在零和滿量程間跳動。運行中，有一臺質(zhì)量流量計指示流量在零和滿量程間跳動，嚴(yán)重偏離生產(chǎn)實際。

    出現(xiàn)流量跳動可能有兩方面的因素：一是介質(zhì)壓力、流量不穩(wěn)，波動大；二是夾帶液體，形成氣液兩相。

    檢查該表安裝情況，發(fā)現(xiàn)流量計口徑小，懷疑流速偏高。打開副線降低流量，結(jié)果流量指示穩(wěn)定；打開排污閥排放液體后，指示恢復(fù)正常。

 

3.5 傳感器的激勵線圈不啟動。有一臺質(zhì)量流量計安裝，通電調(diào)試完成后，投入運行時流量計無指示。

    對流量計的安裝形式、傳感器和變送器之間的接線、變送器的參數(shù)設(shè)置、電源逐一進(jìn)行檢查，均不存在問題。用手感覺傳感器有流量通過，但沒有啟動跡象。

    用萬用表測量電源，示值為23.5 V。用干電池作為電源進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)傳感器的激勵線圈需要近30 V才能啟動，這樣找到了流量計不指示的原因。原來是給流量計供電的電源經(jīng)過DCS后電壓變低，致使傳感器的激勵線圈不能啟動。

    解決方案是重新放專線給這臺質(zhì)量流量計供電；實施后，流

量計運行正常。

 

    4.1 定期檢查流量計零點。確認(rèn)流量計零點示值小于零點穩(wěn)定度，記錄流量計零點、工作條件、環(huán)境條件參數(shù)，同歷史記錄數(shù)據(jù)比較，確定流量計的零點長期穩(wěn)定性和潛在的影響因素；新投用的質(zhì)量流量計，一至三周內(nèi)每周檢查一次；以后每季度做一次。

    4.2 檢查流量傳感器。流量計在現(xiàn)場使用，會受到腐蝕性氣體、潮濕或粉塵等腐蝕或損壞傳感器接線口處的密封、接線端子，造成流量計不能正常運行。

    4.3 定期全面檢查。從傳感器的外觀、安裝牢固程度、工藝管線的振動、變速器和顯示儀的指示，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證流量計的計量特性。

    4.4 定期檢定、校準(zhǔn)和比對，確認(rèn)質(zhì)量流量計的運行是否可靠。