裝置進(jìn)出物料計(jì)量的重要性

　　隨著中國工業(yè)化的發(fā)展，大量的產(chǎn)品涌入市場，市場競爭日趨激烈，產(chǎn)品的利潤空間越來越小，企業(yè)趨于微利時(shí)代。怎樣在競爭中不被淘汰，怎樣在競爭中脫穎而出，成為企業(yè)生死存亡的關(guān)鍵因素，提高生產(chǎn)裝置的產(chǎn)出率，減少單位能已成為企業(yè)減少生產(chǎn)成本的最主要手段。

　　在石油煉制等液體化工生產(chǎn)中，裝置的進(jìn)出物料主要是蒸汽、燃?xì)饽茉春鸵后w原料、產(chǎn)品，這些物料都需要較高精度的計(jì)量儀表，以此來測(cè)算裝置的單位能耗和產(chǎn)品的產(chǎn)出率。通過對(duì)這些物料消耗和產(chǎn)品的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以此優(yōu)化生產(chǎn)工藝，減少能源損耗，并作為工藝操作人員的績效考核依據(jù)。由此可知要想提高裝置的能效比，首先要保證裝置進(jìn)出物料能源的計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，因此生產(chǎn)車間對(duì)于裝置進(jìn)出物料的計(jì)量儀表要求非常苛刻。

　　裝置內(nèi)計(jì)量儀表的選用

　　生產(chǎn)裝置進(jìn)出物料計(jì)量儀表的精度要求僅次于貿(mào)易結(jié)算計(jì)量儀表，在工業(yè)儀表中作為二級(jí)計(jì)量儀表進(jìn)行使用和管理，因此這類儀表的選型就非常重要，現(xiàn)僅對(duì)廠里多套石油煉制裝置的進(jìn)出物料流量表進(jìn)行簡單分析：

　　石油煉制企業(yè)對(duì)于能源的使用主要有兩種：一是作為能源載體的過熱蒸汽的使用，現(xiàn)進(jìn)入裝置的蒸汽主要使用進(jìn)口渦街流量計(jì)+溫壓補(bǔ)償?shù)氖侄蝸碛?jì)量裝置的蒸汽消耗，使用進(jìn)口渦街流量計(jì)的原因，是國內(nèi)品牌的渦街流量計(jì)的精度穩(wěn)定性都較差，不適合作為二級(jí)計(jì)量儀表使用；另一種是作為燃料的燃?xì)狻⑷加偷氖褂茫瑢?duì)于燃?xì)猬F(xiàn)主要使用天然氣作為能源，儀表的使用比較復(fù)雜，廠里裝置主要渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、智能渦輪流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)，燃油因?yàn)槭且后w能源歸于液體物料計(jì)量儀表稍后進(jìn)行分析。

　　石油煉制中各裝置最多的物料以液體形式存在，包括液體原料的進(jìn)入，產(chǎn)品的輸出和液體燃料的使用，其占裝置進(jìn)出物料的比例在80%以上，因此對(duì)于液體物料計(jì)量儀表的選用就特別重要。液體計(jì)量儀表在現(xiàn)場檢測(cè)儀表中屬于精度高的流量儀表范疇，在現(xiàn)有的儀表范圍內(nèi)，有兩大類儀表能夠勝任，一是質(zhì)量流量計(jì)另一是容積式流量計(jì)。

　　國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)的使用

　　上世紀(jì)末，國內(nèi)儀表廠家對(duì)于質(zhì)量流量計(jì)制造技術(shù)沒有完全掌握，國內(nèi)使用的質(zhì)量流量計(jì)主要以進(jìn)口國外品牌為主，其昂貴的價(jià)格只應(yīng)用于一級(jí)貿(mào)易結(jié)算，生產(chǎn)裝置進(jìn)出物料的二級(jí)計(jì)量儀表由于數(shù)量眾多，采購成本大多數(shù)企業(yè)無法承受，國內(nèi)對(duì)于生產(chǎn)裝置進(jìn)出物料的液體流量計(jì)量普遍選用容積式流量表。容積式流量計(jì)通過機(jī)械轉(zhuǎn)子與腔體間的固定容積來進(jìn)行液體物料的容積測(cè)量，這種機(jī)械機(jī)構(gòu)造成儀表的故障率高精度差，無法適應(yīng)企業(yè)內(nèi)部日趨嚴(yán)格的計(jì)量要求。

　　進(jìn)入二十一世紀(jì)，國內(nèi)品牌儀表進(jìn)入快速發(fā)展期，隨著儀表廠家的持續(xù)研究開發(fā)，質(zhì)量流量計(jì)關(guān)鍵技術(shù)和制造工藝被眾多儀表廠家掌握，國內(nèi)質(zhì)量流量計(jì)的性能不斷提高，國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)低廉的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，使其可以大規(guī)模的應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部各裝置進(jìn)出物料的計(jì)量中，已成為取代容積式流量計(jì)的首選儀表。

　　國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)的構(gòu)造

　　國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)品牌眾多，形狀各異，但從測(cè)量原理看其內(nèi)部構(gòu)造基本相同，都是基于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的原理制造而成的。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分為測(cè)量管和檢測(cè)元件兩部分：測(cè)量管是兩個(gè)管徑走向完全一樣的彎管，流體通過彎管流動(dòng)；檢測(cè)元件主要包括三個(gè)線圈（一個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈，兩個(gè)檢測(cè)線圈）和一個(gè)溫度傳感器，分布在兩測(cè)量管之間。驅(qū)動(dòng)線圈通過電磁振蕩對(duì)兩測(cè)量管產(chǎn)生一個(gè)周期性的機(jī)械震動(dòng)，兩檢測(cè)線圈分別檢測(cè)測(cè)量管的震動(dòng)幅度和周期。由于測(cè)量管的震動(dòng)受測(cè)量管內(nèi)液體重量的影響，通過測(cè)量測(cè)量管震動(dòng)的變化即可得到測(cè)量管內(nèi)液體的質(zhì)量，從而能夠得出流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)介質(zhì)的瞬時(shí)質(zhì)量流量和密度。

　　下圖為質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)部構(gòu)造圖

　　溫度傳感器能夠適時(shí)的測(cè)量流體的溫度，通過質(zhì)量流量計(jì)的內(nèi)部計(jì)算，質(zhì)量流量計(jì)能夠換算出液體的瞬時(shí)體積流量。

　　質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

　　由質(zhì)量流量計(jì)的構(gòu)造和測(cè)量原理可知，質(zhì)量流量計(jì)能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)流體的瞬時(shí)質(zhì)量、密度、溫度，也能夠換算出流體的瞬時(shí)體積流量及各種累積的質(zhì)量、體積流量是一個(gè)多參數(shù)綜合性的測(cè)量儀表。由于能夠直接測(cè)量流體的質(zhì)量流量，排除了介質(zhì)密度溫度變化而對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的影響，所以其精度比其他原理的流量儀表高很多，是現(xiàn)有流量檢測(cè)中最準(zhǔn)確的儀表。

　　質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管中無任何機(jī)械部件，不會(huì)對(duì)流體的流動(dòng)產(chǎn)生阻礙，流量計(jì)的故障率小使用壽命長，流體流過質(zhì)量流量計(jì)的壓損也很小。質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量流體的質(zhì)量，對(duì)于流體的流動(dòng)狀態(tài)沒有要求，安裝中無需設(shè)置直管段，特別適合空間狹小管線眾多密集的裝置進(jìn)出物料的流量檢測(cè)計(jì)量。

　　現(xiàn)場使用的國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)如下圖：

　　質(zhì)量流量計(jì)選型

　　選擇國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)除考慮價(jià)格外，還要針對(duì)現(xiàn)場工藝使用特點(diǎn)選擇合適的型號(hào)，在流量、壓力、通徑大小等常規(guī)參數(shù)外，還應(yīng)考慮介質(zhì)的溫度和粘度，高溫測(cè)量要選用耐高溫型號(hào)，其變送器和傳感器應(yīng)采用分體安裝方式，這種分體方式也可用于現(xiàn)場空間狹小，維護(hù)不便的場合，把變送器安裝在操作空間舒適的安全場所。

　　質(zhì)量流量計(jì)安裝要求

　　質(zhì)量流量計(jì)是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的高精度檢測(cè)儀表，對(duì)于儀表自身來說現(xiàn)場安裝沒有特別的要求，儀表前后無需設(shè)置直管段，只要滿足儀表本身的空間即可實(shí)現(xiàn)安裝。

　　質(zhì)量流量計(jì)要想實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的流體測(cè)量，其流體要滿足基本使用條件，即管線中的流體不能是兩相流。現(xiàn)有流量儀表都無法準(zhǔn)確檢測(cè)兩相流狀態(tài)下的流體流量，要想使用中的質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確可靠，必須保證流體在質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的流體狀態(tài)單一，不能出現(xiàn)氣液共存的運(yùn)行狀況。使用質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量流量時(shí)，液體檢測(cè)杜絕流量計(jì)測(cè)量管不滿管，氣體檢測(cè)杜絕液相凝液積聚在流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)。對(duì)于流體中含有雜質(zhì)顆粒或有可能積聚固體沉淀的情況，要防止固體雜質(zhì)沉淀到質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管底部，減少其所帶來的測(cè)量誤差。

　　現(xiàn)場安裝質(zhì)量流量計(jì)若底部空間不夠可把質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管朝上安裝，但要保證液體測(cè)量時(shí)質(zhì)量流量計(jì)滿管狀態(tài)，可使用流量計(jì)前后工藝管線高出流量計(jì)的閥組安裝模式。這種質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管朝上安裝的模式，保證了固體顆粒雜質(zhì)不會(huì)集聚在測(cè)量管，氣體測(cè)量時(shí)液體不會(huì)進(jìn)入測(cè)量管，液體測(cè)量時(shí)通過前后的管線保證測(cè)量管內(nèi)無氣體，同時(shí)在裝置停車后質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)不會(huì)有液體物質(zhì)殘留，消除了冬季結(jié)冰損壞的隱患，可謂一舉多得。

　　下圖為裝置進(jìn)出物料集中計(jì)量區(qū)，儀表換型安裝的國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)

　　高粘易凝析結(jié)晶的液體測(cè)量時(shí)，我們要對(duì)安裝后的質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行保溫，必要時(shí)加裝伴熱線。鋪設(shè)伴熱線是要保證伴熱蒸氣管線與質(zhì)量流量計(jì)的外殼留有一定空隙，不能用鐵絲等包扎物把伴熱線固定到質(zhì)量流量計(jì)上，以防帶來附加誤差。

　　質(zhì)量流量計(jì)日常維護(hù)

　　質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)部無可動(dòng)測(cè)量部件，其使用壽命長故障率小。質(zhì)量流量計(jì)可測(cè)量多種介質(zhì)參數(shù)，內(nèi)部功能眾多，是一個(gè)復(fù)雜的綜合型測(cè)量儀表。流量計(jì)組態(tài)參數(shù)在安裝投用初次設(shè)定后大多無需修改，維護(hù)工作較少。日常維護(hù)質(zhì)量流量計(jì)主要有三個(gè)方面：

　　一、查看有無報(bào)警及故障代碼

　　質(zhì)量流量計(jì)變送器內(nèi)部設(shè)置有自動(dòng)故障檢測(cè)功能，使用中變送器能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)質(zhì)量流量計(jì)各部分的運(yùn)行狀態(tài)，若出現(xiàn)故障則會(huì)進(jìn)行診斷和記錄，因此在日常的巡檢中要對(duì)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行報(bào)警故障查看，做到早發(fā)現(xiàn)早處理，防止事態(tài)進(jìn)一步惡化。

　　通過變送器菜單查看核心處理器運(yùn)行狀況

　　二、零點(diǎn)標(biāo)定

　　質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)標(biāo)定是流量計(jì)使用中最常見的維護(hù)工作，主要分為流量計(jì)使用之前的零點(diǎn)標(biāo)定和使用中的零點(diǎn)標(biāo)定。

　　質(zhì)量流量計(jì)在安裝使用之前，要進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。被測(cè)流體在工況下充滿流量計(jì)測(cè)量管且處于靜止?fàn)顟B(tài)下的初始質(zhì)量力作為初始值，設(shè)置為零點(diǎn)。為保證初始值的穩(wěn)定性，在標(biāo)定零點(diǎn)之前要使被測(cè)流體充滿測(cè)量管且流量計(jì)上電20分鐘以上，使流量計(jì)各部件盡可能的處于正常工作狀態(tài)下的溫度環(huán)境中，防止流量計(jì)在運(yùn)行中零點(diǎn)發(fā)生偏移。

　　質(zhì)量流量計(jì)與大多數(shù)儀表一樣，在長期使用中會(huì)出現(xiàn)輕微的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。主要原因是流量計(jì)內(nèi)部的電路器件受周圍溫度變化影響，使工作點(diǎn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移；流量計(jì)傳感器所測(cè)流體的溫度出現(xiàn)較大波動(dòng)或使用工況出現(xiàn)明顯變化而引起傳感器的性能發(fā)生變化，這種工作性能發(fā)生變化造成質(zhì)量流量計(jì)的初始值偏離零點(diǎn)初始值。

　　零點(diǎn)標(biāo)定菜單如圖：

　　當(dāng)生產(chǎn)工藝人員懷疑使用中的質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)時(shí)，可對(duì)流量計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。標(biāo)定之前首先確認(rèn)流量計(jì)零點(diǎn)是否發(fā)生偏移，工藝操作人員關(guān)閉流量計(jì)前后閥門，查看流量計(jì)顯示是否回零，若顯示數(shù)值不為零，則需進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。零點(diǎn)標(biāo)定大部分流量計(jì)廠家設(shè)定在變送器參數(shù)組態(tài)菜單中，進(jìn)入變送器菜單選定零點(diǎn)標(biāo)定功能，選擇確認(rèn)進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，流量計(jì)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，標(biāo)定完成后退出組態(tài)菜單，投用流量計(jì)前后工藝閥門，流量計(jì)零點(diǎn)標(biāo)定工作完成。

　　三、小信號(hào)切除設(shè)置

　　小信號(hào)切除一般在流量計(jì)使用初期進(jìn)行設(shè)定，特別是在裝置開車期間，由于工藝生產(chǎn)負(fù)荷嚴(yán)重偏離正常使用流量范圍，進(jìn)入正常測(cè)量流量的三分之一以下，周圍環(huán)境的干擾如管線振動(dòng)、氣液共存、電磁干擾對(duì)流量計(jì)的影響所占比例加大，引起流量計(jì)的精度變差誤差加大。甚至使流量計(jì)的測(cè)量數(shù)值不具有參考價(jià)值，此時(shí)可使用小信號(hào)切除功能，屏蔽干擾引起的流量計(jì)失真數(shù)值。小信號(hào)切除的數(shù)值設(shè)定一般為最大測(cè)量流量的1%—3%，具體參數(shù)可依現(xiàn)場干擾狀況而定。

　　小信號(hào)切除功能窗口如下圖所示，切除的流量數(shù)值大小可以進(jìn)行修改。

　　質(zhì)量流量計(jì)常見故障

　　質(zhì)量流量計(jì)使用中出現(xiàn)故障，一般分為工藝原因造成的測(cè)量故障和流量計(jì)本身器件出現(xiàn)損壞而引發(fā)的故障兩大類。

　　工藝原因引發(fā)的測(cè)量故障，最常見的就是被測(cè)流體出現(xiàn)兩相流現(xiàn)象。具體到液體的測(cè)量中主要為被測(cè)液體沒有充滿流量計(jì)測(cè)量管或測(cè)量管上部集聚氣體，或有固態(tài)雜質(zhì)進(jìn)入測(cè)量管中卡主，引發(fā)質(zhì)量流量計(jì)故障報(bào)警。處理方法是通過排放氣體變更安裝方式等手段保證質(zhì)量流量計(jì)所測(cè)流體為單向流，采取措施清除測(cè)量管內(nèi)的固體雜質(zhì)。

　　質(zhì)量流量計(jì)本身器件出現(xiàn)損壞造成流量計(jì)故障。使用中最常見的是流量計(jì)接線盒進(jìn)水或接線松動(dòng)引發(fā)短路、信號(hào)丟失等故障。對(duì)此除嚴(yán)格規(guī)范現(xiàn)場安裝外，日常還要進(jìn)行細(xì)致的巡檢維護(hù)，防止處理不及時(shí)引發(fā)傳感器線圈燒毀等更嚴(yán)重的故障發(fā)生。變送器電路板損壞，最常見的故障時(shí)變送器的電源板、信號(hào)處理輸出板出現(xiàn)損壞，預(yù)防措施除嚴(yán)格規(guī)范線纜信號(hào)接線外還要做好防雷接地措施，使用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源保證供電電源的可靠性，防止電源電壓大幅度波動(dòng)而燒毀器件。

　　下圖為分體式質(zhì)量流量計(jì)，因信號(hào)線纜連接管密封不好，造成雨水滲漏到傳感器，燒毀驅(qū)動(dòng)線圈。

　　總述

　　經(jīng)過十多年的改造換型，國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)在我廠各套生產(chǎn)裝置的進(jìn)出物料計(jì)量中得到廣泛的使用，為公司各裝置的生產(chǎn)優(yōu)化提供了可靠地?cái)?shù)據(jù)支持，縮減了裝置的能源消耗，提高了裝置的產(chǎn)能比，取得了理想的節(jié)能效果。國產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)優(yōu)異的性能獲得公司場的認(rèn)可。