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技術文章
科里奧利質量流量計HK-CMF系列在有氣泡液體的測量案例
點擊次數：122 發布時間：2019-1-3
摘 要：圣奧化工生產過程中同時以HK-CMF質量流量計和精甲醇貯槽液位計計算產量，在HK-CMF質量流量計指示不正常時以液位計為準，在沒有其他標準計量儀表時以液位計作為真實值參考，經對比確定HKC質量流量計工作正常后，以HK-CMF質量流量計指示值為準。通過對流量計的調作環境的改造，質量流量計終于在2012年6月投入正常使用，為生產工藝調整提供了可靠的參數。
關鍵字：質量流量計 甲醇
圣奧化工200kt/a精甲醇項目自2011年11月建成投產后，各項生產、消耗指標逐步納入成本考核，其中合成工段的粗甲醇產量是反映物料消耗及合成塔轉化能力的重要指標，因此粗甲醇計量的準確性至關重要。經對幾種比較成熟的流量檢測系統的考查、比較，終采用了廈門宏控公司的HK-CMF-C-DN50質量流量計用于我公司粗甲醇的計量。
1 儀表簡介
該質量流量計量程為0~40t/h、度±0.2%、四線制、24VDC供電、4~20mA輸出。它是根據科里奧利力原理來測量流體的質量流量的。其測量結構主體是兩根平行的鈦材測量管，流體流過兩根平行的測量管，測量管受科里奧利力的作用產生反向振動，振動引起管子變形，入口和出口相位差隨之改變(如圖1)。
當流經測量管的流體流量增加時，相位差增加。通過入口和出口的電磁式相位傳感器就可以測量管子的振動相位。系統平衡由兩根測量管的反相振動來保證。
該HKC質量流量計符合國家技術*1995年頒布的科里奧利質量流量計國家計量檢定規程(JJG897-95)，和其他類型流量計相比具有以下優點：
(1)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?。?br />
(2)測量管振動頻率高(1000Hz)，受現場管道低頻振動的影響很?。?br />
(3)安裝方便，無需直管段，水平、豎直均可；
(4)可同時測量流量、密度和溫度。
2 安裝后出現的問題及解決方案
2.1 問題
HK-CMF質量流量計安裝后，測量系統在調試過程中出現了一些不正常現象：
(1)流量計顯示時有時無，造成粗醇累積量不準確；
(2)當小時流量在5t以上時，流量計顯示卻為0。
2.2 原因
(1)從檢測儀表提供的信息看，主要報警在586#、587#、701#， 分別反映流體速度快和流體中含有氣泡兩種情況。
(2)從使用情況看，粗醇包括兩路：一路從甲醇分離器出口管道進入粗醇閃蒸槽，壓力由13.5MPa降到4MPa后，又經調節閥進一步減至0.4MPa，兩步降壓閃蒸出部分氣體；另一路從凈醇洗滌塔來，因凈醇洗滌塔液位控制不好，串入了一些氣體。兩路匯合后，經過流量計計量后送精餾工段提純。此情況存在使流經流量計的粗醇夾帶氣泡的可能。
(3)距流量計出口管道5m處有一90°向下彎頭，使流體中的氣泡上行，積存于裝流量計的水平管線中，對測量結果造成嚴重影響。管內尖銳的高頻呼嘯聲也說明了這種現象的存在。
2.3 解決方案
分析認為，故障原因主要是流經流量計的介質存在氣液兩相流。為此，提出了兩種解決方案：一是在總管之前增加一個緩沖槽，消除壓降后閃蒸的氣泡；二是加裝消氣器，把閃蒸后的氣泡放出去。經比較，緩沖槽體積大，加裝需要的資金多，改造工作量大，困難也大；而消氣器體積小，加裝需要的資金少，改造工作量小，有停車機會就能裝上。終采納了加裝消氣器的方案。
消氣器為法蘭連接，器內有孔板、隔板和浮球閥。當被測液體進入容器后，經孔板的擾動和節流作用，被測液體中所包含的氣體突破液膜而順著傾斜的隔板匯集于消氣器頂部，器內液面隨著聚集的氣體增加而下降，當液面降到某一高度時，浮球閥在浮球重力的作用下而打開，將氣體排出，繼而液面上升，浮球浮起，一旦浮球升至某一高度，排氣閥便關閉。
使用消氣器時，要求器后有0.022MPa背壓。我公司原有管道正好有一向上的升高量，可以起到背壓閥的作用。在加裝消氣器的同時將流量計設定了小信號(<0.1t/h)切除，防止振動信號的干擾。
3 改后使用情況
加裝消氣器后，流量計顯示仍時有時無，有時還發出空管報警信息。經仔細觀察發現：消氣器的放氣閥*處于排氣狀態，由于氣體含量過多，消氣器并沒能將氣泡排盡。
解決上述問題可以采用以下兩個方法：一是再串接一個放氣閥，進一步消除氣泡；二是將排氣孔由Ø6mm擴大至Ø8mm，同時合理調整排氣孔密封墊和彈簧，使其既不泄漏液體又可以斷續排氣。我公司采用了第二種方法，并將凈醇洗滌塔進流量計管線并入粗醇閃蒸槽，以減少進入流體中的氣相組分。
4 結語
圣奧化工生產過程中同時以HK-CMF質量流量計和精甲醇貯槽液位計計算產量，在HK-CMF質量流量計指示不正常時以液位計為準，在沒有其他標準計量儀表時以液位計作為真實值參考，經對比確定質量流量計工作正常后，質量流量計指示值為準。通過對流量計的調試和工作環境的改造，HK-CMF質量流量計終于在2012年6月投入正常使用，為生產工藝調整提供了可靠的參數。