昆山科爾源儀器儀表有限公司
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閱讀：2發(fā)布時間：2025-7-3
一 科氏力質(zhì)量流量計概述
錦州精聯(lián)潤滑油添加劑有限公司調(diào)合裝置利用美國Micro motion公司生產(chǎn)的D型科氏力質(zhì)量流量計對加入調(diào)合釜內(nèi)的基礎(chǔ)油進(jìn)行計量?？剖狭|(zhì)量流量計又叫直接式質(zhì)量流量計，由Micro motion公司首先開發(fā)出來的，所以也稱為Micro motion流量計，根據(jù)科里奧利（Coriolis）效應(yīng)制成的。假如在一個旋轉(zhuǎn)體系中，具有質(zhì)量m和速度V的物體，以角速度ω從里往外（反之亦然）運動，則物體會受到一個切向力，該切向力稱為科里奧利力，簡稱為科氏力Fc，記為：
如圖1所示。科氏力質(zhì)量流量計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，使其振蕩，當(dāng)流體流過管子時，在科里奧利力作用下，管子會發(fā)生形變，通過光電檢測系統(tǒng)測量形變而測得液體質(zhì)量流量。
科氏力質(zhì)量流量計具有以下特點：
（1）可直接測量質(zhì)量流量，與被測介質(zhì)溫度、壓力、密度、黏度變化無關(guān)。而其他各種質(zhì)量流量計多采用間接測量方法，即先測得體積流量，再進(jìn)行溫度、壓力、密度補償后求出質(zhì)量流量。
（2）無可動部件，可靠性高。
（3）線性輸出，測量精確度高，可達(dá)±0.1%~±0.2%。
（4）可調(diào)量程比寬，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FQ201用來累計進(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，對上次實測累積量清零，并啟動本次計量功能，打開調(diào)合釜入口電磁閥V201并啟動基礎(chǔ)油泵MP201，F(xiàn)Q201開始對加入釜內(nèi)的基礎(chǔ)油計量。當(dāng)實測累計量達(dá)到FQ201中操作員設(shè)置的目標(biāo)量后，DCS內(nèi)自動送出聯(lián)鎖信號關(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)測釜內(nèi)液位，以噸為單位，也為FQ201累計量提供了一個參考值。近期根據(jù)生產(chǎn)需要，裝置從一個臥罐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，F(xiàn)Q201累計量達(dá)到8t后關(guān)閥停泵，BLR201釜上的液位計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釜采用氮氣反吹風(fēng)法測量液位，因此最初懷疑氮氣壓力不夠造成液位儀表顯示偏低。查看公用工程畫面上的氮氣壓力指示值，裝置供氮正常。儀表維修人員確認(rèn)液位計LI201工作正常。
（2）用檢尺方法測量液位，表明釜內(nèi)實際數(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)人質(zhì)量流量計中。利用TK107內(nèi)的基礎(chǔ)油向BLR201補加2.3t后再檢尺，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量流量計工作正常。
（4）由于FQ201是科氏力質(zhì)量流量計，與被測介質(zhì)的溫度、密度、壓力、黏度變化無關(guān)，因此排除原料密度的略微不同對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。在加油過程中，發(fā)現(xiàn)泵出口壓力低，原來正常時FQ201的瞬時流量為30t/h，現(xiàn)在降至5t/h。由于新配工藝管線不合理，造成流量過低而形成緩流，無法充滿質(zhì)量流量計傳感器部分的U型管是引起本例故障的主要原因。
（6）在科氏力質(zhì)量流量計中，需對傳感器管子進(jìn)行電磁激勵，使其振蕩。當(dāng)流體流過管子時在科里奧利力作用下，管子會發(fā)生形變，通過測量管子形變而測得流體質(zhì)量流量。在本例故障中，當(dāng)被測液體在未充滿管子的情況下緩慢流動時，對傳感器管子造成不平衡振動，因而影響了傳感器的性能和精確度，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，F(xiàn)Q201的瞬時流量由5.7t/h增加到8t/h，但仍然無法滿足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)驗總結(jié)
當(dāng)科氏力質(zhì)量流量計出現(xiàn)流量不準(zhǔn)，或批量累計值與實際值不符的情況時，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，有些原因則需要評估工藝條件變化才能確定下來。在故障分析判斷過程中，通常會用到以下工具：數(shù)字式萬用表、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表。
故障排除表
| 序號 | 步驟 | 下一步操作 |
| 1 | 檢查流量校準(zhǔn)系數(shù)是否正確 | 否正確如正確進(jìn)入第2步； 如不正確修改并進(jìn)入第15步 |
| 2 | 檢查流量單位 | 如正確，進(jìn)入第3步； 如果流量單位錯，修改并進(jìn)入第15步 |
| 3 | 確認(rèn)流量表是否已經(jīng)準(zhǔn)確地 進(jìn)行了零點標(biāo)定 | 如流量表已準(zhǔn)確地校準(zhǔn)零點，進(jìn)入第4步； 如沒有準(zhǔn)確地校準(zhǔn)零點，進(jìn)行零點校準(zhǔn)并進(jìn)入第15步 |
| 4 | 流量表的設(shè)置是按質(zhì)量 還是按體積進(jìn)行測量的 | 如設(shè)置的是按質(zhì)量測量，進(jìn)入第6步； 如設(shè)置的是按體積測量，進(jìn)入第5步 |
| 5 | 檢查密度校準(zhǔn)系數(shù)是否正確 | 如正確，進(jìn)入第6步； 如不正確，修改并進(jìn)入第15步 |
| 6 | 確認(rèn)流體的密度讀數(shù)是否準(zhǔn)確 | 如密度讀數(shù)正確進(jìn)入第7步； 如讀數(shù)錯誤進(jìn)入第11步 |
| 7 | 確認(rèn)流體溫度讀數(shù)是否準(zhǔn)確 | 如溫度讀數(shù)正確．，進(jìn)入第8步； 如讀數(shù)錯誤進(jìn)入第1 4步 |
| 8 | 流量表的設(shè)置是按質(zhì)量 還是按體積進(jìn)行測量的 | 如設(shè)置的是按質(zhì)量測量，進(jìn)入第11步 如設(shè)置的是按體積測量，進(jìn)行第9步 |
| 9 | 參照數(shù)的總量是否以固定的 密度值為依據(jù)得來 | 如總量是以固定值得來的進(jìn)入第10步； 如總量不是以固定值得來的，進(jìn)入第11步 |
| 10 | 將流量單位改為質(zhì)量流量單位 | 進(jìn)入第15步 |
| 11 | 檢查是否有接地故障或接地不正確 | 如接地正確，進(jìn)入第1 2步； 如不正確或有故障修理后進(jìn)入第15步 |
| 12 | 檢查是否存在兩相流體 | 如沒有兩相流體，進(jìn)入第13步 如存在兩相流體，解決問題后，進(jìn)入第15步 |
| 13 | 檢查秤（或測量參考值）的準(zhǔn)確性 | 如準(zhǔn)確，進(jìn)入第1 4步； |
| 14 | 檢查流量表接線是否正確 | 如正確，進(jìn)入第16步； 如不正確或有問題，修理或更換接線后，進(jìn)入第15步 |
| 15 | 重新進(jìn)行計量操作， 檢查是否還存在同樣問題 | 如流速或總量正確，則說明已解決問題； 如流速或總量不對，重新進(jìn)行第2步到第16步的操作 |
表中第15項是當(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，就會出現(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、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，造成氣泡進(jìn)入工藝液體中，就會產(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，就會出現(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）測量系統(tǒng)中的高點。測量液體時，在系統(tǒng)的高處會收集到攜帶的氣泡（不凝氣泡）。如果液體流速很低，且/或高點相對于系統(tǒng)非常高，攜帶的氣泡就會增長并存留下來。如果氣泡混入液體并通過傳感器，就會出現(xiàn)大的測量誤差。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、傳感器的上游安裝排空閥（用于無害氣體）或消氣器（用于有害氣體）。
（5）測量系統(tǒng)中的低點。測量氣體時，在系統(tǒng)的低處會收集到冷凝液。如果介質(zhì)的流速很低，且/或低點相對于系統(tǒng)非常低，冷凝液就會積累并保存下來。如果液體通過傳感器，就會出現(xiàn)測量誤差。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、傳感器的上游安裝冷凝液排放閥。
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