质量流量计的安装改造

马克文　李　芳

(神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司，灵武 750411)

0　引言

神华宁夏煤业集团25万吨/年甲醇项目自生产成品甲醇以来，计量成品甲醇产量的质量流量计FI-1014由于安装位置和方式不得当，造成示值误差较大，达到1.82％，通过对质量流量计的工作原理进行分析，科学制定改造方案，改造后示值误差减少到0.60％，实践证明质量流量计安装位置和安装方式的合理选取，对质量流量计的计量精度有很大的影响。

1　质量流量计的工作原理

当具有一定质量的流体沿振动的测量管流动时，将产生会导致测量管弯曲的科氏力，这些微小的管道变形被安装在最佳位置的传感器检测出来，并进行电子评估。由于传感器测得的相位迁移信号与质量流量成正比，科氏力流量计可直接测量流量计中的质量流量。

流量计测量管始终在进行振动，工作条件下的振动频率与测量管几何形状、流量计材料特性以及测量管中流体(也在振动)的质量具有函数关系，从而可以准确地测量所计量流体的密度。总之，使用质量流量计，可以同时测量质量流量、流体密度以及温度。

2　质量流量计示值偏高的原因

2011年8月1～5日质检计量中心对成品甲醇产量(FI-1014质量流量计计量值与罐容计算量)的计量数据进行第一次统计(见表1) 。 FI-1014质量流量计相对误差以罐容计算量(罐容经国家第二大容量站检定合格)为标准值而算得。

表1　质量流量计计量值与罐容计算量比对表　单位：t

通过数据分析以及对现场仪表的安装与使用情况进行调查研究，得出以下结论：

1) 计量成品(甲醇)产量的质量流量计FI-1014安装在管道的最高点，在测量甲醇时，容易夹气，不能始终保持测量管道充满被测介质，容易造成示值偏高的现象。

2) 质量流量计是通过传感器的振动来实现测量的，为防止外界干扰，仪表安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管道，而FI-1014恰好安装在机泵P1007A/B附近(见图1)，这样会使外部的振动能量很容易通过其边界结构传递到传感器的测量管上，将导致激励主振动信号与测量副振动信号相互影响发生较大的变化，并且仪表两端没有进行加固处理。如果质量流量传感器没有足够的稳定性设计考虑，这些外部振动会引起传感器振动状态的不稳定，轻则降低传感器的精度，重则导致传感器工作失效。

D1007A、D1007B-中间罐区精甲醇罐；TK5001-精甲醇成品罐区；P1007A、P1007B-机泵图1　改造前安装位置

3)在安装的过程中，传感器与管线不同轴，导致质量流量计两端出现扭转应力，这种应力会改变内部的应力分布，使内部主振动、副振动的边界条件发生改变，从而影响到测量精度，同时，也会导致内部结构的变化，改变了结构的刚度，影响测量准确度。

3　质量流量计改造方案

根据分析得出的结论，质检计量中心会同甲醇厂电仪车间与合成车间对质量流量计提出如下改造方案：

1)为了确保计量的准确性，经决定，在测量甲醇的管线上新安装一台与FI-1014技术参数相同的质量流量计(位号：FI-1066，生产厂家：艾默生；精度等级：0.15级)，与FI-1014形成串联关系(见图2)，将测量管线降低，使测量仪表处于最低位置，保证测量时始终处于满管状态，以便对两台流量计的计量数据进行比对，得出FI-1014质量流量计的修正系数，对FI-1014进行修正，当FI-1066出现故障或下线进行周期检定时，用FI-1014的计量数据进行结算。

图2　改造后安装位置

2)为防止外界干扰，仪表安装地点不能有大的振动源且附近不能有变压器、电动机和机泵等产生较大磁场的设备，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管道。

3) 质量流量计的传感器和管道连接时不应有应力存在(主要是扭力)，为此要将传感器在自由状态下焊接在已经支撑好的管道上。

2011年10月份，利用甲醇厂大检修期间，按照改造方案对质量流量计的安装进行了改造。经厂家技术人员对FI-1066质量流量计进行现场检查、调试，质量流量计完全符合安装和使用的要求。

2011年11月5～10日，大检修结束开车后，质检计量中心对甲醇厂成品(甲醇)入库计量数据进行统计分析(FI-1066质量流量计计量值与罐容计算量)，FI-1066质量流量计相对误差以罐容计算量(罐容经国家第二大容量站检定合格)为标准值而算得，通过比对得出结论，如表2所示。

表2　质量流量计计量值与罐容计算量比对表　单位：t

通过为期6天的数据计算得出FI-1066的示值误差为0.6％，较之前FI-1014的示值误差(1.82％)有很大改观，已于12月初，通过质检计量中心对甲醇厂作出批示，将FI-1066作为计量甲醇产量的依据。

4　注意事项

质量流量计由于能直接测量质量流量，不受温度、压力、粘度和密度等因素的影响，仪表的测量精度高，目前已得到广泛应用，但要保证其计量精度，还应作到以下几点：

1)选型：主要考虑流量计的量程，尽量让流量计工作在5：1量程之内，以保证最佳效果；其次综合考虑流速、压损和介质黏度 ，比如对于黏度较大的介质可以选择压损较小的型号，另外还要综合考虑价格、能耗等因素；2)质量流量计应严格按照使用技术要求进行安装、使用；3)质量流量计应按照检定周期进行检定，并确保检定合格在有效期内使用；4)质量流量计应定期进行维护、保养，使其始终处于良好的技术状态。

5　结束语

随着煤化工企业的迅猛发展，企业的能源计量部门承担着为企业查找能耗弱点、优化工艺、推进精细化管理并提供准确数据的任务。质量流量计由于性能优越、质量可靠、维护量小和维护费用低等优点，必将得到更加广泛的应用。希望用户切实按说明书科学安装、维护及保养，为指导生产、成本核算及节能降耗提供直观、科学的依据。

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