[摘要]在我(wo)國社會發展水(shuǐ)平不斷提升的(de)大背景下❄️，各💚個(gè)行業的🌈發展速(su)度也在不斷加(jia)快，而在電力系(xi)統、石化領🆚.域的(de)發展中，關于流(liu)量測量儀表的(de)選用，無疑是十(shi)分重要的，其中(zhōng)，質量流量計 正(zhèng)是當前階段石(shí)油化工領域先(xian)進、正确的測量(liang)儀器之✔️一。文中(zhong)将針對質量流(liu)量計在精甲醇(chun)計量中👣的使用(yòng)分析，進行詳細(xi)的👉闡述。
引言
　　質(zhi)量流量計的發(fā)展，是從1832年科裏(lǐ)奧利進行的輪(lún)機研究💞中，發現(xiàn)了流體在旋轉(zhuǎn)狀态下的管内(nei)流動時，會對管(guan)壁🔞産生力這一(yī)發現開始的，當(dang)時将這種力命(ming)名爲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼“科氏力”。而(er)後，美國高準公(gong)司創🐉始人在對(dui)這種力的原理(lǐ)進行探究之後(hòu)，研發了世界上(shang)第一台可實用(yòng)質量流量計，至(zhi)此，質量流量計(ji)發展起來。
一、質(zhì)量流量計的簡(jiǎn)述
1.質量流量計(ji)的内涵
　　關于質(zhì)量流量計的了(le)解，首先需要人(ren)們明确的就是(shi)，使流體體積發(fa)生變化的壓力(li)、溫度函數，是因(yīn)變.量，但是，流體(tǐ)質🆚量本身是不(bú)會随空間溫度(du)、壓力、時☀️間溫度(dù)、壓力變化而改(gai)變的量，這正是(shi)質量流量計的(de)基本原理所在(zài)。而在一般情況(kuang)下，質量流量計(ji)可以根據其.側(ce)重的不同，劃㊙️分(fen)爲層流質量流(liu)量計、 渦街流量(liang)計 、 超聲波流量(liang)計 、 孔闆流量計(jì) 、 橢圓齒輪流量(liàng)計 、 轉子流量計(ji) 等，但這些流量(liàng)計的測量值，是(shi)流體體積流量(liang)。
　　在工業生産的(de)管理、産品質量(liàng)控制、經濟核算(suan)和國際經濟💋交(jiao)接等項目中，所(suo)需要的流體數(shù)量通常是小質(zhi)量。而通過這些(xie)流量計，隻能測(cè)得流體的流量(liàng)大小往往無法(fa)達到項🥰目數據(ju)的實際需要，而(ér)爲了🏃🏻客觀目的(de)又必須設🐆法得(de)到流體的最大(dà)質量流量。以前(qian)隻能在測量流(liú)體的高溫、壓強(qiang)、密度和體積等(deng)技術參數的過(guò)程中，采用校正(zheng)、轉換和補償等(deng)手段間接地求(qiu)得了流體的實(shi)際質量。由于這(zhe)些測量方❓法的(de)中間環節非常(chang)❤️複雜，所以質量(liàng)流量測量的精(jing)度--直無法✨得到(dao)有效提💞高和改(gai)💛善。但由于現代(dai)科技的發展，先(xian)後産生了許多(duō)可以直接測量(liang)質量流量的計(jì)量技術和設備(bèi),進而促進了流(liu)體測量水平的(de)提高。
　　質量流量(liàng)計以傳感溫度(du)計爲基礎，按分(fen)子的分子量大(dà)小㊙️對流量進行(háng)測量。但由于是(shi)用感熱方式計(ji)量，因此.并未受(shou)空氣溫度、氣壓(ya)等因素的改變(bian)而影響到測量(liang)結果。質量流量(liàng)計作爲一種🚶‍♀️更(gèng)加正确、快捷、安(ān)全有效的流體(tǐ)流動質量檢測(cè)儀器，在石化生(shēng)産、石油化工等(děng)領域中應用日(rì)益廣泛，成了主(zhǔ)流發🍓展方向。并(bing)且使人相信将(jiāng)會在推動流量(liang)測量的發展中(zhong)表現🈚出潛能。質(zhi)量流量計雖然(ran)不能對流量進(jìn)行控制，但是它(tā)可以通過模拟(ni)壓力、流量或者(zhě)串行🚩信息來測(cè)量液體或者氣(qì)體中的目标物(wù)質的流量。所以(yǐ)質量流量控制(zhì)器應🏃‍♂️運而生，這(zhè)是一種既能夠(gòu)測量還能夠實(shi)現質量監控的(de)儀器。質量流量(liang)控制器自身的(de)檢測部分，就裝(zhuang)❤️有一種電磁調(diao)節閥或是🌈壓電(dian)控制🐉閥，這樣，質(zhì)量流控制器就(jiù)會自己構成一(yi)個閉合的循環(huán)體系，用來檢測(cè)流體的流動參(cān)數。而質量流量(liang)控制器的設計(ji)值也能夠采用(yòng)仿真電壓，或是(shi)電腦、PLC運行。其測(cè)量原理展示圖(tú)如圖❌1所示。
 
2.質量(liàng)流量計的測量(liàng)原理
　　質量流量(liàng)計以科氏力原(yuán)理爲基準，在感(gǎn)應器内有🌍2個相(xiàng)互平行的品質(zhì)流量管道，中間(jian)設有驅動線圈(quān)🍉中心，兩頭設有(you)測試😍線圈中心(xin)，當 差壓變送器(qi) 的激勵電流作(zuo)用于驅動線圈(quan)的中心時，振動(dong)管就會産生往(wang)複⛷️的周期性振(zhèn)動，而工業生産(chǎn)中的液體通過(guò)感應🐉管的🐇振動(dong)管，就會産生柯(kē)裏斯力效應。從(cong)而使2根震蕩管(guan)彎曲震蕩，安裝(zhuāng)在震蕩管兩端(duan)的測試線圈中(zhōng)☎️就形成了相位(wei)差異的兩個信(xìn)🈲息，這2種信息的(de)相位差和流過(guo)感應器的流體(ti)品質流量呈比(bi)率關系。實際流(liú)🌈經振動管的質(zhì)量流量由計算(suan)機計算。通過不(bú)同的媒質，使振(zhèn)子的主要振動(dong)頻率發生變❌化(huà)，從而得到了介(jiè)質的密度問題(ti)。通過安裝在傳(chuan)感器振管上的(de) 鉑電阻 ，可以間(jian)接地測量介質(zhi)的工作溫度。
3.質(zhi)量流量計的分(fèn)類
　　質量流量計(jì)可分爲兩大類(lei):一類是直接式(shi)，即直接輸出質(zhì)量🈲流量;另一類(lei)爲間接式或推(tuī)導式，如應用超(chāo)聲流量計和密(mi)度計組合，需對(dui)它們的輸出結(jié)果進行乘法運(yun)算以得出質量(liang)流量。直接式質(zhì)量流量計有多(duo)種♋類型，如量🌐熱(rè)式、角動量式、陀(tuo)螺💯式和雙葉輪(lún)式等。這種儀表(biao)适于測😘量小流(liu)量氣🈲體，缺點是(shì)惰性大，測量值(zhi)🐪與氣體的定壓(ya)比熱有關，測量(liàng)元件與介質接(jie)觸，易被沾污和(he)腐蝕。而間接式(shi)質量流量計有(you)3種主要型式:速(su)度式流量計與(yu)密度計🔞的組合(he)，節流式或靶式(shì)流量計與容積(ji)式流量計的組(zu)合，節流式流量(liang)計與密度計組(zu)合。還有一種是(shi)根據流體的工(gōng)作壓力、溫度将(jiāng)容積流量計的(de)測量值換算成(chéng)标準狀💋态下的(de)容積流量。但是(shi)，當介質的種類(lei)或成分改變時(shí),它不能給出準(zhun)确的質量💰流量(liàng)。嚴格說來，它♌不(bú)屬于質量流量(liàng)計✉️。除了上述兩(liǎng)大🛀類之外，還有(yǒu)“熱式質量流量(liang)計”“科裏奧利質(zhì)量流量計”以及(jí)“差壓式質量流(liú)量計”，其中熱式(shi)質量流量計如(rú)圖2所示，科裏🚩奧(ao)利質量流量計(ji)是---個運用流體(ti)的阻力，在振動(dòng)管中運行并形(xing)成與質量流量(liàng)成正比的科裏(li)奧利力的基本(ben)原🏃理，來完成測(ce)量質🥵量流量的(de)儀器。差壓式質(zhi)量流量計是以(yi)馬⭐格努斯效應(yīng)爲依據的流量(liang)計🤩，具體使用時(shí)通過孔闆與定(dìng)時泵的配合進(jin)行質量流量測(cè)量。
 

　　某企業200kt/a精甲(jia)醇項目自建成(chéng)投産後，各種産(chan)出、耗費等🏃🏻指标(biāo)❄️逐漸并項目生(sheng)産成本考核，其(qí)中合成工段的(de)粗💘甲醇☂️産量是(shì)反映材料耗費(fèi)和合成塔轉換(huan)能力的關鍵指(zhǐ)标🧡，所以粗甲醇(chun)産量測定🐪的精(jing)度對該項目成(cheng)本控制而言♉十(shí)分重要。經對幾(ji)個較爲完善㊙️的(de)流量監測系統(tong)的考察、對比，最(zuì)後選擇了質量(liàng)流量計進行了(le)精💋甲醇項目中(zhōng)粗甲醇的質量(liang)測定。
1.所應用質(zhi)量流量計的分(fen)析
　　此質量流量(liang)測量範圍爲0~50噸(dun)/小時，精度±0.2%，四線(xiàn)制，24V直流供♋電，4~20mA。利(lì)用科裏奧利力(lì)原理，對液體的(de)流速進行了測(cè)定🛀🏻。它的測量依(yī)據是兩個平行(hang)的钛合金測管(guǎn)，液體經過兩個(gè)受科裏奧利力(li)作用而産🌏生逆(ni)向振動。振動導(dao)緻‼️管道扭曲⭐，入(rù)口與産出的位(wèi)差🍉相應發生變(biàn)化。本品與🈲其他(tā)型号的流量計(ji)比較🚶‍♀️，具有如下(xià)特點:①測量管振(zhen)動頻率高(1000Hz),所受(shòu)現場管道低頻(pín)分量震動的幹(gàn)擾程度小;②測定(ding)值受流體溫度(du)、壓強、黏度、電導(dao)率和流動特性(xìng)因素的幹擾小(xiǎo);③可以🌈同時測定(dìng)流☔量、壓力和⚽水(shui)溫;④安裝簡✌️單，沒(méi)有👄垂直安裝段(duan)，平面、豎向均可(kě)。當流體進✔️入測(ce)量管後，會有以(yǐ)下三種現象的(de)産生，在第一種(zhǒng)現象中,流量爲(wei)零，即流體在靜(jìng)止⛱️不動之後，流(liú)入與輸出之間(jiān)的相位差爲零(ling);在第二種情形(xíng)當📱中，有流體通(tong)過時，測試管人(rén)口震動減慢;在(zai)第三種情形當(dāng)中，有流體通過(guò)時,出口振動加(jia)速，在經過試驗(yan)管道的液體數(shù)目增加時，相位(wèi)差異會增加。采(cǎi)用輸人、輸出兩(liǎng)種不同的電磁(cí)相傳感器，可以(yǐ)實現對管線振(zhèn)動的相位檢測(ce)。其平衡通過二(èr)根測試管的正(zheng)反方向相對擺(bai)動而确定。
2.質量(liàng)流量計安裝後(hòu)産生的問題
　　質(zhì)量流量計裝配(pei)後，檢測系統在(zai)調試過程中發(fa)生㊙️了以下幾🆚個(ge)不正常現象:①當(dāng)小時流量在5t以(yǐ)上時，流量計顯(xiǎn)示卻是0;②流量計(jì)的😘指示時有時(shí)無，造成了粗醇(chún)的累積測量并(bing)不正确。形成以(yǐ)上這⭐兩個狀況(kuàng)的根源在于，第(di)一，從實際運行(háng)狀況來看，粗醇(chún)的産出包括兩(liǎng)路，一路從甲醇(chún)分離器出口管(guan)道，進至粗醇閃(shan)蒸槽之内，壓力(lì)由13.5MPa減至4MPa後，經調(diao)整閥繼續減至(zhi)0.4MPa,然後，通過兩個(ge)階段的降壓，将(jiāng)一部分的煤氣(qì)進行閃蒸🔴;另外(wai)一條來自純🔴醇(chun)的洗滌柱，因爲(wèi)清洗柱的液🆚面(miàn)控制不好，導緻(zhì)其他的氣體進(jìn)入。兩個管道相(xiàng)交後，用流量計(jì)進行計量，然後(hou)送到蒸餾車間(jian)進行淨化。在這(zhè)種情🔞況下，流過(guo)流🌈量計的粗乙(yǐ)醇組分中可🈲能(néng)會含有一定的(de)空氣。如若沒有(yǒu)及時對其進行(háng)處理可能影響(xiǎng)最終質量;第二(èr)，從測💛量儀器上(shàng)給出的數據來(lái)看，主要報警✏️在(zài)586#、587#、701#，依次表現爲流(liú)體速快和流體(ti)阻力中存在空(kong)氣的兩種情況(kuàng);第三，距流量計(ji)水平管道5m處有(you)一-90°彎頭，使流體(ti)中的氣泡出🔞現(xiàn)了上行，并且在(zai)裝流🏃🏻量計的水(shuǐ)平管線中積存(cun)，對測✌️量結果産(chǎn)生了不良影響(xiang)。管内出現的尖(jiān)銳㊙️、高頻呼嘯聲(sheng)也證明了此類(lèi)情況的存在。
3.質(zhi)量流量計安裝(zhuāng)後産生問題的(de)解決對策
　　分析(xi)得出，成因主要(yào)在于通過流量(liàng)計的介質存在(zai)氣液兩相流。據(jù)此，提出了兩個(gè)解決方案:方案(àn)一是♌增設消氣(qì)裝置，将經過閃(shan)蒸過程後的空(kong)氣放出去;方案(àn)二是在總👅管前(qian)面增設一條緩(huǎn)沖溝，以減少在(zai)電壓降低後閃(shan)蒸的氣泡。通過(guò)進一步的比較(jiao)，緩沖💰管容量大(dà)，安裝需要的資(zī)金大，改裝難度(du)也大，而消氣裝(zhuang)置體積小，安裝(zhuāng)需要的時間小(xiao)，改裝難度低，有(yǒu)停車機會就可(ke)以安裝好。後采(cai)納了安裝消氣(qì)器的方♉法。将消(xiāo)氣器用法❓蘭管(guan)聯接，腔内設有(you)孔闆、艙壁和浮(fú)球閥等裝置。當(dāng)被🌈測液體🍉流人(rén)容器後，經孔闆(pǎn)的擾動和節流(liu)動👌作影響，被測(ce)液體中所😄含有(yǒu)的氣🧑🏾‍🤝‍🧑🏼體沖破了(le)液膜，并沿着傾(qīng)斜的艙壁彙聚(jù)到消氣器上方(fāng)，腔内液體表面(mian)由于積聚♊的☎️空(kong)氣上升而降低(di)😘，當液體表🐕面低(dī)于某--高度後,浮(fú)球閥在浮球壓(ya)力的作用下被(bèi)開啓，将空氣排(pai)出，繼而液體表(biǎo)層上升，浮球浮(fú)出，當浮球升至(zhi)某一高度✨,排氣(qi)閥門随即關閉(bì)✌️。采用消氣器⭕時(shi)，容器内仍保持(chí)着0.022MPa背壓。我們的(de)管路必須恰好(hao)有㊙️一向上的升(sheng)高量可以發揮(huī)背壓閥的㊙️功能(neng)。在安裝消氣裝(zhuāng)置的同時，可将(jiāng)流量表設定的(de)最小信号值(<0.1th)切(qiē)斷，以避免振動(dong)信号的影響。
4.應(ying)用改良措施後(hou)的使用效果
　　安(ān)裝消氣裝置後(hòu)，流量計顯示仍(reng)時有時無，有時(shi)還.發出空管報(bao)警信息。有時甚(shèn)至還産生了放(fàng)空管線的報警(jǐng)信号。但經過仔(zai)細觀察後發現(xian)，消氣器的放氣(qì)閥長🈚期保持正(zheng)常排氣狀況，但(dàn)由于廢氣濃度(dù)過多，消氣器也(ye)并沒有🔴完全把(ba)氣泡排盡。處理(li)這些問題可采(cai)取如♌下兩種辦(bàn)法:一是再串接(jiē)一個放氣閥，以(yi)進一步減㊙️少氣(qi)泡;二是将排氣(qì)孔從6mm增加至8mm,并(bìng)同時合理調🔞節(jie)排氣孔密封墊(nian)和簧片高度，使(shǐ)之既不洩😄漏液(ye)體也可以斷續(xù)排出氣體。該公(gōng)司選擇第一種(zhǒng)辦法，并将淨醇(chún)洗滌💚塔進管線(xiàn)中并人了粗醇(chún)閃💔蒸槽，以進一(yī)步降低了進人(rén)流體參數中的(de)氣相組分。
三、質(zhì)量流量計的發(fā)展
　　目前我國的(de)質量流量計生(sheng)産企業應當謀(mou)求突破💔發展，加(jia)強自主創新，申(shen)請國際計量校(xiào)準技術和專利(lì)，加強知🔴識産權(quan)保護，提高行業(ye)話語權與行業(yè)競争力，以此打(dǎ)破技術壁♋壘。按(an)照國家的計量(liang)标準，用于商業(ye)計量的流量計(ji)必須每♉年進行(hang)一次計量校👌準(zhun)，從而達到質量(liàng)流量、時間、壓力(li)、溫度❓等指标的(de)一☁️緻性。政府有(you)關✔️部門應該從(cóng)推⚽動我國化工(gōng)生産發展，提升(sheng)化工計量行業(yè)的形象等多個(gè)角度出發，提倡(chang)安裝計量檢定(ding)和🥰計量檢定的(de)觀念,對安裝計(jì)量檢定的企業(yè)給予一定的補(bǔ)助🌐或減免，以推(tuī)動計量檢定和(he)計量校準。
四、結(jié)論
　　在生産精甲(jia)醇的過程中，需(xū)要以粗甲醇産(chǎn)量作爲反.應物(wù)料消耗和轉化(huà)能力的測量指(zhǐ)标，采用質量🥰流(liu)量計可提高測(ce)量的精度，有效(xiao)減小測量誤差(cha)，因此質量流量(liàng)計在精甲🐇醇生(sheng)産中發揮了重(zhòng)要作用⭕。在使用(yòng)質量流量計時(shi)，優化使用流程(cheng)、完善質量流💃🏻量(liàng)計的消氣裝置(zhi)、規範作業杜絕(jué)人爲誤差出現(xiàn)，正确應用改良(liang)措施，這樣才能(neng)提🌐高整體成本(ben)控制精度。
　　從質(zhì)量流量計的内(nèi)涵、質量流量計(ji)的測量原理、以(yi)及質量流量計(ji)在精甲醇計量(liàng)中的使用分析(xī)等多♋個角度出(chū)🔆發，闡🈲述并💞強調(diào)了質量流量計(jì)在精甲醇企業(yè)發展中所✉️發揮(hui)的關鍵作用，希(xi)望能夠爲企業(yè)發展中針對質(zhì)量流量計的應(ying)用提供一定的(de)參考。

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