1 概述

    目前，在石化、電力系統中，質量流量計是最精確、最先進的流量測量儀表之一。

    川西北氣礦甲醇廠汽車裝車臺原采用橢圓齒輪流量計進行體積流量計量，體積-質量流量換算要涉及到密度修正系數，體積流量計受環境溫度影響大，需要人工根據溫度測量給予密度修正系數，使用不方便，造成計量誤差大。裝車臺裝車需要操作工監護，手動開、關閥門，操作工勞動強度大、危險性高，故需對汽車裝車臺進行整改。經對幾種比較成熟的流量檢測系統的考查、比較，最終甲醇廠儲運裝置汽車裝車精甲醇計量采用了廈門宏控HKC系列質量流量計。

    2 質量流量計工作原理和安裝要求

    2.1 質量流量計工作原理

    廈門宏控HKC系列質量流量計測量系統由一兩端固定（法蘭）的直管及其上的振動驅動器組成，其結構如圖1所示。

圖1 直管質量流量計結構

    在管中流體不流動時，驅動器使管子振動，管中流體不產生科氏力，A、B兩點受力相等，變化速度相同，如圖2所示。

圖2 直管質量流量計工作原理

    當測量管中流體以速度V在管中流動時，由于受到C點振動力的影響（此時的振動力是向上的），流體質點從A點運動到C點時被加速，質點產生反作用力F1，使管子向上運動速度減慢；而在C點到B點之間，流體質點被減速，使管子向上的運動速度加快。結果在C點兩邊的這兩個方向相反的力使管子產生一個變形，這個變形的相位差與測管中流體流過的質量流量成正比。

    2.2 質量流量計優點

    質量流量計與其它類型流量計相比具有以下優點：

    a.測量值受流體溫度、壓力、粘度、電導率及流量特性變化的影響極小；

    b.測量管振動頻率低（217197Hz），受現場高頻振動的影響很小，安裝方便，水平、豎直均可；     

    c.具有瞬時流量、累積流量、密度和溫度多參數顯示功能；    

    d.具有線路自檢、流量自檢、安裝系數測定、傳感器系數測定和小信號切除功能。    

    3 質量流量計在甲醇廠儲運汽車裝車中的使用

    3.1 質量流量計安裝

    甲醇廠儲運汽車裝車臺采用科隆公司KFM4085直管形質量流量計，其量程為0～80t/h、計量精度等級±0.2‰、四線制、24V.DC供電、4～20mA輸出。質量流量計原安裝平面圖如圖3所示。在安裝調試過程中，測量系統出現一些不正常現象：

圖3 質量流量計原安裝俯視圖

    a.沒有裝車時，流量計瞬時流量顯示變化較大，由0.00～0.05t/h之間波動，造成精甲醇累積量誤差增大；

    b.裝車時，流量計瞬時流量無顯示；

    c.裝車時，流量計計量誤差時大時小。

    3.2 質量流量計安裝存在問題及原因分析    

    a.線路檢查。打開質量流量計2.2Test currentoutputI菜單，給出4，10，16，20mA值，批量控制器示值指示為0.00，30.03，60.07，80.11t/h，由此判定接線正常。

    b.質量流量計安裝方向檢查。質量流量計安裝方向，由“-”至“+”。檢查質量流量計3.7.1FLOWDIR菜單，修改參數，瞬時流量有顯示。

    c.振動幅度檢查。查看質量流量計2.7.4INSTALL.FACT菜單，質量流量計振動幅度，即安裝系數顯示為301，質量流量計機身振動較大。    

    d.質量流量計后端壓力檢查。在裝車時，質量流量計后端球閥全開，使流量計后端壓力過低。    

    e.汽車裝車管道內甲醇汽化檢查。夏天天氣炎熱，管道內最高溫度可達41.2℃，造成甲醇汽化，達不到質量流量計安裝、使用要求。泵區原安裝平面圖如圖4所示。

圖4 泵區原安裝平面圖

    3.3 故障處理

    3.3.1 減小振動

    在科隆質量流量計8D（管道直徑D=80mm）前后加裝門子形剛性固定支撐架，使安裝系數降低至200～240，減小振動對質量流量計量精度的影響。質量流量計現在安裝平面圖如圖5所示。

圖5 質量流量計現在安裝平面圖

    3.3.2 穩定質量流量計后端壓力

    在汽車裝車時，科隆質量流量計后端球閥開度減少，控制瞬時流量45t/h，從而保證流量計后端壓力0.1MPa。

    3.3.3 避免汽車裝車管道內精甲醇汽化操作

    汽車裝車管道在汽車裝車時，先啟動汽車裝車泵J12或J22，后開HV-13閥；停止裝車時，先關HV-13閥，后停汽車裝車泵J12或J22。    

    4 改造前后對比分析

    4.1 汽車裝車系統改造前與改造后對比分析

    汽車裝車系統改造：HV-13閥移至汽車泵J12和J22后，質量流量計水平管道拉直，流量計前后端門子形固定剛性支撐架由原來的12D（管道直徑D=80mm）改為8D。整改后管道內振動基本消除，安裝系數由286～307降為260～270。質量流量計現安裝平面圖如圖5所示。

    4.2 汽車裝車泵區改造前與改造后對比分析

    汽車裝車泵區改造：汽車泵J12和J22后安裝HV-13閥、熱電阻、現場壓力表，自立式調節閥改為氣動薄膜式調節閥，汽車回流管線上加裝一塊壓力變送器，壓力回流限定在0.4MPa。在汽車裝車時，汽車裝車管道中壓力超過0.4MPa，PV-02氣動薄膜式調節閥自動打開泄壓，回流至成品罐區，從而避免機泵憋壓，消除了安全事故發生的可能性。泵區現安裝平面圖如圖6所示。    

圖6 泵區現在安裝平面圖

    5 結語     

    川西北氣礦甲醇廠汽車裝車臺共有兩臺直管形質量流量計，精度等級均達到了2‰以內，提高了計量精度，減少了工人勞動強度，達到了甲醇外輸計量標準。