[摘要]在我(wo)國社會發(fa)展水平不(bu)斷提升的(de)大背景下(xia)，各😄個行業(ye)的發展速(su)度也在不(bu)斷加快，而(er)在電力系(xi)統、石化領(ling).域的發展(zhan)中，關于流(liu)量測量儀(yi)表的選用(yong)🌈，無疑是十(shi)分重要的(de)，其中，質量(liang)流量計 正(zheng)是當前階(jie)段石油化(hua)工領域先(xian)進、正确的(de)測量儀器(qi)之一。文中(zhong)将針對質(zhi)量流量計(ji)在精甲醇(chun)計量中的(de)使用分析(xi)，進行詳細(xi)的💋闡述。
引(yin)言
　　質量流(liu)量計的發(fa)展，是從1832年(nian)科裏奧利(li)進行的輪(lun)機研📞究中(zhong)，發🌍現了流(liu)體在旋轉(zhuan)狀态下的(de)管内流動(dong)時，會對管(guan)壁産生力(li)這一發㊙️現(xian)開始的，當(dang)時将這種(zhong)力命名爲(wei)“科氏力”。而(er)後，美國高(gao)準公司創(chuang)始人在對(dui)這種力的(de)原理進行(hang)探究之後(hou)，研發了世(shi)界上第一(yi)台🧑🏾‍🤝‍🧑🏼可實用(yong)質量流量(liang)計，至此，質(zhi)量流量計(ji)發展起來(lai)。
一、質量流(liu)量計的簡(jian)述
1.質量流(liu)量計的内(nei)涵
　　關于質(zhi)量流量計(ji)的了解，首(shou)先需要人(ren)們明确的(de)就是，使流(liu)體🔴體積發(fa)生變化的(de)壓力、溫度(du)函數，是因(yin)變.量，但是(shi)，流體質量(liang)本身是不(bu)會随空間(jian)溫度、壓力(li)、時間溫度(du)、壓力變化(hua)而改變的(de)量⛱️，這正是(shi)質量流量(liang)計的基本(ben)原✏️理所在(zai)。而在一般(ban)情況下，質(zhi)量流量計(ji)可以根據(ju)其.側👈重的(de)不同，劃分(fen)爲層流質(zhi)量流量計(ji)、 渦街流量(liang)計 、 超聲波(bo)流量計 、 孔(kong)闆流量計(ji) 、 橢圓齒輪(lun)流量計 、 轉(zhuan)子流量計(ji) 等，但這些(xie)流量計的(de)測量值，是(shi)流體體積(ji)流量。
　　在工(gong)業生産的(de)管理、産品(pin)質量控制(zhi)、經濟核算(suan)和國際經(jing)濟交接💘等(deng)項目中，所(suo)需要的流(liu)體數量通(tong)常是小質(zhi)量。而通過(guo)這些流量(liang)計，隻能測(ce)得流體的(de)流量大小(xiao)往往無法(fa)達到項📐目(mu)數據的實(shi)際需要，而(er)爲了客觀(guan)目的❗又必(bi)須設法得(de)到流體的(de)最大質量(liang)流量。以前(qian)隻能在測(ce)量流體的(de)☀️高溫、壓強(qiang)、密度和體(ti)積等技術(shu)參數的過(guo)程中，采用(yong)校正、轉換(huan)和補償等(deng)手段🤟間接(jie)地求得了(le)流體的實(shi)際質量。由(you)于這些測(ce)量方法的(de)中間環節(jie)非常複雜(za)，所以質量(liang)流量測量(liang)的精度--直(zhi)無法得到(dao)有效提高(gao)和改善。但(dan)由于現代(dai)科技的發(fa)展，先後産(chan)生🚶了許多(duo)可以直接(jie)測量質量(liang)流量⚽的計(ji)量技術和(he)設備,進而(er)促進了流(liu)體測量水(shui)平的提高(gao)。
　　質量流量(liang)計以傳感(gan)溫度計爲(wei)基礎，按分(fen)子的分子(zi)📐量大小對(dui)流🌈量進行(hang)測量。但由(you)于是用感(gan)熱方式計(ji)🌈量，因此.并(bing)✔️未受空氣(qi)‼️溫度、氣壓(ya)等因素的(de)改變而影(ying)響到測量(liang)結果🙇‍♀️。質量(liang)流量計作(zuo)爲一種更(geng)加正确、快(kuai)捷、安全有(you)效的流體(ti)流動質量(liang)檢測儀器(qi)，在石化生(sheng)産、石油化(hua)工❗等領域(yu)中應用日(ri)益廣泛，成(cheng)了主流發(fa)展方向。并(bing)且使人相(xiang)信将會在(zai)推動流量(liang)測量的發(fa)⛷️展中表現(xian)出潛能。質(zhi)量流量計(ji)雖然不能(neng)對流量進(jin)㊙️行控制，但(dan)是它可以(yi)通過模拟(ni)壓力、流量(liang)或者串行(hang)信息來測(ce)量液體或(huo)者氣體中(zhong)的目标物(wu)質的流量(liang)。所以質量(liang)流量控制(zhi)器應運而(er)生，這是一(yi)種既能夠(gou)測量還能(neng)夠實現質(zhi)量監控的(de)儀器。質量(liang)流量控制(zhi)♍器自🔴身的(de)檢測部分(fen)，就裝有一(yi)種電磁調(diao)節閥或是(shi)壓電控制(zhi)閥，這樣，質(zhi)量流控制(zhi)器就會🏃‍♂️自(zi)己構成一(yi)個閉合的(de)循環體系(xi)，用來檢測(ce)流體的流(liu)動參數🐇。而(er)質量流量(liang)控制器的(de)設計值也(ye)能夠采用(yong)仿真電壓(ya)🔱，或是電腦(nao)、PLC運行。其測(ce)量原理展(zhan)示圖如圖(tu)1所示。
 
2.質量(liang)流量計的(de)測量原理(li)
　　質量流量(liang)計以科氏(shi)力原理爲(wei)基準，在感(gan)應器内有(you)💋2個🌈相互平(ping)行的品質(zhi)流量管道(dao)，中間設有(you)驅動線圈(quan)中心，兩頭(tou)🈲設有測試(shi)線圈中心(xin)，當 差壓變(bian)送器 的激(ji)勵電流作(zuo)用于驅動(dong)線圈的中(zhong)心時，振動(dong)管就會産(chan)生往複的(de)周期性振(zhen)動，而工業(ye)生産中的(de)液體通過(guo)感應♉管的(de)👣振動管，就(jiu)會産生柯(ke)裏斯力效(xiao)應。從而使(shi)2根震蕩管(guan)彎曲震蕩(dang)，安裝在震(zhen)蕩🧑🏾‍🤝‍🧑🏼管兩端(duan)的測試線(xian)圈中就形(xing)成了相位(wei)差異的兩(liang)個信息，這(zhe)2種信息的(de)相位差和(he)流過感應(ying)器的流體(ti)品質流量(liang)呈比率關(guan)系。實際流(liu)經振動管(guan)的質量流(liu)量由計算(suan)機計🛀🏻算。通(tong)過不同的(de)媒質，使振(zhen)子的主要(yao)振動頻率(lü)發生變化(hua)，從而得到(dao)了介質的(de)密度問題(ti)。通過安裝(zhuang)在傳感器(qi)振管上的(de) 鉑電阻 ，可(ke)以間接地(di)測量介質(zhi)的工作溫(wen)度。
3.質量流(liu)量計的分(fen)類
　　質量流(liu)量計可分(fen)爲兩大類(lei):一類是直(zhi)接式，即直(zhi)接👨‍❤️‍👨輸出質(zhi)量流量;另(ling)一類爲間(jian)接式或推(tui)導式，如應(ying)用🙇‍♀️超聲流(liu)量計和密(mi)度✍️計組🧑🏾‍🤝‍🧑🏼合(he)，需對它們(men)的輸出結(jie)果進行乘(cheng)法運算🙇‍♀️以(yi)得出質量(liang)流量。直接(jie)式質量流(liu)量計有多(duo)種類型，如(ru)量熱式、角(jiao)動量式、陀(tuo)螺式和雙(shuang)葉輪式等(deng)。這種🔴儀表(biao)适于測量(liang)小流量氣(qi)🈲體，缺點是(shi)惰性大，測(ce)量值與氣(qi)體的定壓(ya)比熱有關(guan)，測量元件(jian)與介質接(jie)觸，易被沾(zhan)污和腐蝕(shi)。而間接式(shi)質量流量(liang)計💞有3種主(zhu)要型式:速(su)度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼式流量(liang)計與密度(du)🚩計🔴的組合(he)，節流式或(huo)靶式流量(liang)計與容積(ji)式流量計(ji)的組合，節(jie)流式流量(liang)計與密度(du)計組合。還(hai)有一種是(shi)根據流體(ti)的工作壓(ya)力、溫度将(jiang)容積流🔞量(liang)🐅計的測量(liang)值換算成(cheng)标準狀🏒态(tai)下的容積(ji)流量。但是(shi)，當介質的(de)種類或成(cheng)分📞改變時(shi),它🌂不能給(gei)出準确的(de)質量流量(liang)。嚴格說來(lai)，它不屬于(yu)質量流🌂量(liang)計。除了上(shang)述兩大類(lei)之外，還有(you)“熱式質量(liang)流量計”“科(ke)裏奧利質(zhi)量流量計(ji)”以及“差壓(ya)式🈲質量☀️流(liu)量計👈”，其中(zhong)熱式質量(liang)流量計如(ru)圖2所示，科(ke)裏奧利質(zhi)量流量計(ji)是---個運用(yong)流體的阻(zu)力，在振動(dong)管中運行(hang)并形成與(yu)質量流量(liang)成正比的(de)科裏奧利(li)力的基本(ben)原理，來完(wan)成測量質(zhi)量流量的(de)儀器。差壓(ya)式質量流(liu)量計是以(yi)馬格努斯(si)效應爲依(yi)據的流量(liang)計，具體使(shi)用時通過(guo)孔闆與定(ding)時泵的配(pei)合進🌈行質(zhi)量流量測(ce)量。
 

　　某企業(ye)200kt/a精甲醇項(xiang)目自建成(cheng)投産後，各(ge)種産出、耗(hao)費🌈等指标(biao)逐漸并項(xiang)目生産成(cheng)本考核，其(qi)中合成工(gong)段的粗甲(jia)醇産量⛷️是(shi)反映材💃🏻料(liao)耗費和合(he)成塔轉換(huan)能力的關(guan)鍵指标，所(suo)以粗甲醇(chun)産量測定(ding)的精度對(dui)該項目成(cheng)本控制而(er)言🙇‍♀️十分重(zhong)要。經對幾(ji)個較爲完(wan)善🏒的流量(liang)監測系統(tong)的考察、對(dui)比，最後選(xuan)擇了質量(liang)流🐇量計進(jin)行了精甲(jia)醇項目中(zhong)粗甲醇的(de)質量測定(ding)。
1.所應用質(zhi)量流量計(ji)的分析
　　此(ci)質量流量(liang)測量範圍(wei)爲0~50噸/小時(shi)，精度±0.2%，四線(xian)制，24V直流💋供(gong)電，4~20mA。利用❗科(ke)裏奧利力(li)原理，對液(ye)體的流速(su)進行了🥰測(ce)定。它的測(ce)量⛹🏻‍♀️依據🏃‍♀️是(shi)兩個平行(hang)的钛合金(jin)測管，液體(ti)經過兩個(ge)受科裏奧(ao)利力作用(yong)而産生逆(ni)向振動。振(zhen)動導緻管(guan)道扭曲，入(ru)口與産出(chu)的位差相(xiang)應發生變(bian)化。本品與(yu)🚶‍♀️其他型号(hao)的流量計(ji)比較，具有(you)如下特🔴點(dian):①測量管振(zhen)動頻率高(gao)(1000Hz),所受現場(chang)管道低頻(pin)分量震動(dong)的幹擾😄程(cheng)度小;②測定(ding)值☁️受流體(ti)溫度、壓強(qiang)、黏度、電導(dao)率和流動(dong)特性因素(su)的幹擾小(xiao);③可以同時(shi)測定流量(liang)、壓力和水(shui)溫;④安裝簡(jian)單，沒有垂(chui)直安裝段(duan)，平面、豎向(xiang)均可。當流(liu)體進入測(ce)量管後，會(hui)有以下🌈三(san)種現象的(de)産生，在第(di)一種現象(xiang)中✌️,流🤩量爲(wei)零，即流體(ti)在靜止不(bu)動之後，流(liu)入與輸出(chu)之間的相(xiang)位差爲零(ling);在第二種(zhong)情形當中(zhong)，有流體通(tong)過時，測試(shi)管人口震(zhen)動減慢;在(zai)第三種情(qing)形當中，有(you)流體通過(guo)時,出口振(zhen)動加🌈速☔，在(zai)經過試驗(yan)管道的🈲液(ye)體數目增(zeng)加時，相位(wei)差異會增(zeng)加。采用輸(shu)人、輸出兩(liang)種不同的(de)電磁相傳(chuan)感器，可以(yi)實現對管(guan)線振動的(de)相位檢測(ce)。其平衡通(tong)過二根測(ce)試管的正(zheng)反方向相(xiang)對擺動而(er)确定。
2.質量(liang)流量計安(an)裝後産生(sheng)的問題
　　質(zhi)量流量計(ji)裝配後，檢(jian)測系統在(zai)調試過程(cheng)中發生了(le)以下幾個(ge)不正常現(xian)象:①當小時(shi)流量在5t以(yi)上時，流量(liang)計顯示卻(que)是0;②流量計(ji)的指示時(shi)有時無，造(zao)成了粗醇(chun)的累📐積測(ce)量并不正(zheng)🔞确。形成🧑🏽‍🤝‍🧑🏻以(yi)上這兩個(ge)狀況的根(gen)源在于，第(di)一，從實際(ji)運行狀況(kuang)來看，粗醇(chun)的産出🈚包(bao)括兩路，一(yi)路從甲醇(chun)分離器出(chu)口管道，進(jin)至粗醇☎️閃(shan)蒸槽之内(nei)，壓力由13.5MPa減(jian)至4MPa後，經調(diao)整閥繼續(xu)減至0.4MPa,然後(hou)，通過兩個(ge)階段的降(jiang)壓，将一部(bu)分的煤氣(qi)進行閃蒸(zheng)💞;另外一條(tiao)來自純醇(chun)的洗滌柱(zhu)，因爲🥰清洗(xi)柱的液💃面(mian)控制不好(hao)，導緻其他(ta)的氣體進(jin)入。兩個管(guan)道相交⭐後(hou)，用流量計(ji)進行計量(liang)，然後送到(dao)蒸餾車間(jian)進行淨化(hua)。在這種情(qing)況下，流過(guo)流量計的(de)粗乙醇組(zu)分中可🛀🏻能(neng)會含有一(yi)定的空氣(qi)。如❌若沒有(you)及時對其(qi)進行處理(li)可能影響(xiang)最終質量(liang);第二，從測(ce)量儀器上(shang)給出的數(shu)據來看，主(zhu)要報警在(zai)586#、587#、701#，依次表現(xian)爲流體速(su)快和流體(ti)阻力中存(cun)在空氣的(de)兩種情況(kuang);第三，距流(liu)量計水平(ping)管道5m處有(you)一-90°彎頭，使(shi)流體中的(de)氣泡出現(xian)了上行，并(bing)且在裝流(liu)㊙️量計的水(shui)平🌏管線中(zhong)積存，對測(ce)🥵量結果産(chan)生了不良(liang)影響。管内(nei)出現的尖(jian)銳、高㊙️頻呼(hu)嘯聲也🈲證(zheng)明了此類(lei)情況的存(cun)在。
3.質量流(liu)量計安裝(zhuang)後産生問(wen)題的解決(jue)對策
　　分析(xi)得出，成因(yin)主要在于(yu)通過流量(liang)計的介質(zhi)存在🈲氣液(ye)兩相流。據(ju)此，提出了(le)兩個解決(jue)方案:方案(an)一是增設(she)消氣裝置(zhi)，将經過閃(shan)蒸過程後(hou)的空氣放(fang)出去;方案(an)二🔞是在總(zong)管前面增(zeng)設一條緩(huan)沖溝，以減(jian)少在電壓(ya)降低後閃(shan)蒸的氣泡(pao)。通過🧑🏾‍🤝‍🧑🏼進一(yi)步的💘比較(jiao)，緩沖管容(rong)量大，安裝(zhuang)需要的資(zi)金大，改裝(zhuang)難度也大(da)，而消氣裝(zhuang)置體積小(xiao)，安裝需要(yao)的時🍓間小(xiao)，改裝難度(du)低，有🧑🏽‍🤝‍🧑🏻停車(che)機會就可(ke)以安裝好(hao)❗。後采納了(le)安裝消氣(qi)器的方法(fa)。将消氣器(qi)用法蘭管(guan)聯接，腔内(nei)設有孔闆(pan)、艙壁和浮(fu)球閥等裝(zhuang)置。當被測(ce)液體流人(ren)容器後，經(jing)孔闆的擾(rao)動和節流(liu)動作影響(xiang)，被測液體(ti)中所含有(you)的氣體沖(chong)破了液😍膜(mo)，并沿着傾(qing)斜🏃🏻‍♂️的艙壁(bi)彙聚到消(xiao)氣器上方(fang)，腔内液體(ti)表面由于(yu)積聚的空(kong)氣上升而(er)降低💜，當液(ye)體表⚽面低(di)于某--高度(du)後,浮球🔅閥(fa)在浮球壓(ya)力的作用(yong)下被開啓(qi)💚，将空氣排(pai)出，繼而液(ye)體表層上(shang)升，浮球浮(fu)出，當浮球(qiu)升至某一(yi)高度,排氣(qi)閥♉門随即(ji)關閉。采用(yong)消氣器時(shi)，容器内仍(reng)保持着0.022MPa背(bei)壓。我🔞們的(de)管路必須(xu)恰好有一(yi)向上的升(sheng)高量可以(yi)發揮背壓(ya)閥的功能(neng)。在安裝消(xiao)氣裝置的(de)同時，可将(jiang)流量表設(she)定的🌍最小(xiao)信号值(<0.1th)切(qie)斷，以避免(mian)振動信号(hao)的影響。
4.應(ying)用改良措(cuo)施後的使(shi)用效果
　　安(an)裝消氣裝(zhuang)置後，流量(liang)計顯示仍(reng)時有時無(wu)，有時還.發(fa)出空管報(bao)警信息。有(you)時甚至還(hai)産生了放(fang)空管線的(de)報警信号(hao)。但經過仔(zai)細觀察後(hou)發現，消氣(qi)器的放氣(qi)閥長☔期保(bao)持正常排(pai)氣狀況，但(dan)由于廢氣(qi)濃度過✂️多(duo)，消氣器也(ye)并沒有完(wan)全把氣泡(pao)排盡。處理(li)這些問題(ti)可采取如(ru)下兩種辦(ban)法:一是再(zai)串接一個(ge)放氣閥🔞，以(yi)進一步減(jian)少氣泡;二(er)是将排氣(qi)孔從6mm增加(jia)至8mm,并同時(shi)合理調節(jie)排氣孔密(mi)封墊和簧(huang)片高度，使(shi)之既不✏️洩(xie)♋漏液體也(ye)可以斷☔續(xu)排出氣體(ti)。該公司❗選(xuan)擇第一種(zhong)辦法，并✨将(jiang)淨醇洗滌(di)塔進管線(xian)中并人了(le)粗醇閃蒸(zheng)槽，以進一(yi)步降低了(le)進人流體(ti)參數中的(de)氣相組分(fen)。
三、質量流(liu)量計的發(fa)展
　　目前我(wo)國的質量(liang)流量計生(sheng)産企業應(ying)當謀求突(tu)破✊發展，加(jia)強自主創(chuang)新，申請國(guo)際計量校(xiao)準技術和(he)專🔴利，加強(qiang)知☁️識産權(quan)保護，提高(gao)行業話語(yu)權與行業(ye)競争力，以(yi)此打破技(ji)術壁壘。按(an)照國家的(de)計量标準(zhun)，用于商業(ye)計量的流(liu)量計必須(xu)每年進行(hang)一次計量(liang)校✂️準，從而(er)達到質量(liang)流量、時間(jian)、壓力、溫度(du)等指标的(de)一㊙️緻性。政(zheng)府有關部(bu)門應該從(cong)推‼️動我國(guo)化工生産(chan)發🙇‍♀️展，提升(sheng)化工計量(liang)行業的形(xing)象等多個(ge)角度出發(fa)，提倡安裝(zhuang)計量檢定(ding)和計量檢(jian)定的觀念(nian),對安裝計(ji)量檢定的(de)企業給予(yu)一定的補(bu)助或減免(mian)，以推動㊙️計(ji)量🌈檢定和(he)計量校準(zhun)。
四、結論
　　在(zai)生産精甲(jia)醇的過程(cheng)中，需要以(yi)粗甲醇産(chan)量作爲反(fan).應物👅料消(xiao)耗和轉化(hua)能力的測(ce)量指标，采(cai)用質量🌍流(liu)量計可提(ti)高♈測量的(de)精🌈度，有效(xiao)減小測量(liang)誤差，因此(ci)質量🔞流量(liang)計在精甲(jia)醇生産中(zhong)發揮了重(zhong)要作用。在(zai)使用質量(liang)流量計🛀🏻時(shi)，優化使用(yong)流程、完善(shan)質量流😄量(liang)計的消氣(qi)裝置、規範(fan)作業杜絕(jue)人爲誤差(cha)出現，正确(que)應用改良(liang)✉️措😄施，這樣(yang)才能提高(gao)整體成本(ben)控制精度(du)。
　　從質量流(liu)量計的内(nei)涵、質量流(liu)量計的測(ce)量原理、以(yi)及質量流(liu)量計在精(jing)甲醇計量(liang)中的使用(yong)分析等多(duo)☂️個角度出(chu)發，闡述并(bing)強調了質(zhi)量流量計(ji)在精甲醇(chun)企業發展(zhan)中所發揮(hui)的關鍵作(zuo)用，希望能(neng)夠爲企業(ye)👄發展中針(zhen)對質量流(liu)量計的應(ying)用提供一(yi)定的參考(kao)🤞。

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