摘要:通過流量計(jì)應(yīng)用實(shí)例,說明流量計(jì)應(yīng)用中存在著大量問題，這些問題有的是選型不當(dāng)造成,有的是使用操作不當(dāng)造成,也有的是安裝.維護(hù)和應(yīng)采取的措施不當(dāng)造成。同時(shí)證明了在實(shí)驗(yàn)檢定正確率很高、很完美的一臺(tái)流量計(jì),但到實(shí)際測(cè)量中仍然存在很多問題的狀況。
1引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)生產(chǎn)力的提高,生產(chǎn)工藝向數(shù)字化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變的水平越來越高,貿(mào)易交接也由靜態(tài)計(jì)量向動(dòng)態(tài)計(jì)量轉(zhuǎn)變,是計(jì)量工作發(fā)展的一個(gè)重要方向"。而隨著經(jīng)濟(jì)制度的改革，企業(yè)經(jīng)濟(jì)責(zé)任制的加強(qiáng),在爭取本企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的同時(shí),計(jì)量糾紛迅速增多。產(chǎn)生計(jì)量糾紛的原因是多方面的,在處理過程中也了解到流量計(jì)的使用中也確實(shí)存在很多問題,應(yīng)引起足夠的重視。
2蒸汽計(jì)量中節(jié)流裝置使用的問題
蒸汽計(jì)量特別是過熱蒸汽的計(jì)量,對(duì)計(jì)量器具的選用,直到目前,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置仍是首選,甚至是惟一可選。有的選用其他類型蒸汽流量計(jì)做計(jì)量交接用,其周期檢定就無法實(shí)施,目前中國尚沒有一家經(jīng)國家計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)考核認(rèn)證,國家計(jì)量行政部門]授權(quán)的蒸汽流量計(jì)量檢定站,所以目前用于貿(mào)易交接的蒸汽計(jì)量85%以上都選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,如,標(biāo)準(zhǔn)孔板用得最多,其次為標(biāo)準(zhǔn)噴嘴等。標(biāo)準(zhǔn)孔板在使用中也確實(shí)存在以下問題。
a)電站向煉油廠供應(yīng)壓力為1.2MPa的過熱蒸汽,選用DN500mm管道,計(jì)量器具供需雙方均采用相同結(jié)構(gòu)、相同尺寸、同一張加工圖、同一個(gè)單位加工制造的環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板,也是同一個(gè)安裝單位,在相距約100m的同1根管道上施工安裝。相同方式的引壓脈沖管線和相同規(guī)格型號(hào)的差壓變送器,用相同型號(hào)的壓力變送器和溫度變送器做相同類型的溫度、壓力補(bǔ)償。所不同的是供方將差壓、壓力和溫度3個(gè)變送器的輸出信號(hào)送入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)完成溫度、壓力補(bǔ)償計(jì)算,計(jì)量和統(tǒng)計(jì),每時(shí)班、日月都有數(shù)據(jù)采集貯存和打印;而需方監(jiān)督采用的是帶溫、壓補(bǔ)償和累計(jì)的普通二二次儀表,并且是抄表填報(bào)計(jì)量數(shù)據(jù)。因上級(jí)管理部門下文規(guī)定供料制管理,正常情況下,以供方計(jì)量器具所計(jì)量的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。兩年多以來一直正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是需方發(fā)現(xiàn),其中某8個(gè)月的蒸汽計(jì)量差量126kt,差量價(jià)值近千萬。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)各方存在的問題如下。
供方:計(jì)量系統(tǒng)缺少“小信號(hào)切除”,而這期間正逢鍋爐系統(tǒng)檢修,轉(zhuǎn)借其他蒸汽系統(tǒng)供汽,量小甚至幾次停供，也是經(jīng)此計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量。檢查計(jì)量系統(tǒng)及設(shè)備檢定/校驗(yàn)時(shí)間及差壓變送器零點(diǎn)檢查等都正常,幾次查看瞬時(shí)流量,顯示值均高于需方。需方:計(jì)量系統(tǒng)的環(huán)室孔板正下方的泥地上有一個(gè)由滴水滴出的小水坑,直徑和深度均約10mm(孔板據(jù)地面約2.5m)。為減少熱量損失,管線和標(biāo)準(zhǔn)孔板處雖全部采取保溫措施,但孔板的正，上方仍有小量蒸汽泄漏，看不到有水滴滴落到地上。幾.次抽查瞬時(shí)流量均低于供方。
分析和處理如下
供方:計(jì)量系統(tǒng)小信號(hào)無切除,在量小,特別是停供蒸汽而不停計(jì)量表時(shí),可能因蒸汽串動(dòng)等原因,使變送器有小信號(hào)輸出,有可能會(huì)造成儀表多累積。當(dāng)然量不大,但這是一個(gè)有可能會(huì)造成計(jì)量不準(zhǔn)的因素。
需方:標(biāo)準(zhǔn)孔板處有明顯的泄漏,節(jié)流裝置不完好,運(yùn)行不正常,，造成計(jì)量不準(zhǔn)。但是,節(jié)流裝置泄漏不嚴(yán)重,滲出來的水滴在蒸汽管道或法蘭片上蒸發(fā)。僅因泄漏問題,瞬時(shí)流量供需雙方不應(yīng)差別這么大,懷疑標(biāo)準(zhǔn)孔板有問題(孔板向負(fù)壓側(cè)臌(凸)出,會(huì)造成測(cè)量值偏低),應(yīng)拆卸檢查。
供方計(jì)量系統(tǒng)基本上是完好的,原則上以供方計(jì)量數(shù)據(jù)為準(zhǔn),作為結(jié)算量。并責(zé)成供方盡快將此計(jì)量系統(tǒng)增加小信號(hào)切除。責(zé)成需方盡快拆卸標(biāo)準(zhǔn)孔板進(jìn)行檢查,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)孔板已嚴(yán)重破損!這是因管道內(nèi)存有冷凝水,在開停蒸汽過程中不注意排水,產(chǎn)生水錘現(xiàn)象造成的,孔徑比原來大多了,所以差壓小,瞬時(shí)流量顯示的低。證明原分析判斷是正確的。
b)橡膠廠大回收裝置,低壓蒸汽管線上有1臺(tái)DN300mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板差壓式流量計(jì),作為該回收裝置蒸汽用量計(jì)量表。在裝置停車大檢修期間,對(duì)該孔板進(jìn)行檢修和幾何尺寸復(fù)查。投運(yùn)一個(gè)多月后,發(fā)現(xiàn)該套計(jì)量表顯示偏低,立即核查該計(jì)量系統(tǒng)安裝和滲漏情況,檢查檢修記錄,向參與檢修安裝該套標(biāo)準(zhǔn)孔板的人員了解情況.對(duì)該差壓變送器又重新作全性能檢查校驗(yàn)對(duì)二次顯示和累積儀表也重新校驗(yàn)。
分析與處理:孔板差壓式流量計(jì)顯示.計(jì)量偏低理論上有以下原因。
1)計(jì)量系統(tǒng)有漏損,并且是孔板的正(高)壓側(cè)或?qū)汗艿恼?高)壓側(cè)漏,或正壓側(cè)比負(fù)壓側(cè)漏得嚴(yán)重。
2)兩個(gè)導(dǎo)壓管內(nèi)冷凝液液柱高度不一樣,正導(dǎo)壓管線中有氣體或負(fù)壓管線內(nèi)液柱比正壓管線內(nèi)液位高,致使靜壓造成附加誤差,使流量指示值偏低。
3)差壓變送器正壓室中氣體未排凈,可打開正壓室排氣孔,見到液體流出后再擰緊。
4)三閥組中的平衡閥未關(guān)嚴(yán)或閥門雖旋緊仍有泄漏,需關(guān)嚴(yán)或更換平衡閥。
5)差壓變送器或二次儀表故障,需重新校準(zhǔn)差壓變送器或二次儀表。
6)孔板變形�？装逑蜇�(fù)壓側(cè)移動(dòng),這時(shí)流東縮頸與孔板距離比正確安裝遠(yuǎn),致使孔板后取壓孔測(cè)壓值增高.造成壓差下降。
7)孔板方向裝反,這時(shí)流末縮頸與孔板距離比正確安裝遠(yuǎn),致使孔板后取壓孔測(cè)壓值增高,造成壓差下降.需要重新裝正。
經(jīng)停供蒸汽拆卸孔板檢查.孔板沒有裝反,而是向負(fù)壓側(cè)臌(凸)出了。分析原因是裝置開車送蒸汽時(shí),孔板前至發(fā)電站(供氣方)的管道內(nèi)存有冷凝水,處理不當(dāng)(未開倒淋閥排水和開閥過快)造成水錘所至,所以測(cè)量值偏低。查工藝操作原始記錄,大檢修后的蒸汽量,比大檢修前平均低18%左右。按原加工圖紙重新加工孔板,，更新孔板后恢復(fù)正常運(yùn)行。
3計(jì)量運(yùn)行方式和流量計(jì)選用問題
a)裂解廠用1根DN80mm的管道,向60km以外的某3個(gè)化工廠供應(yīng)乙烯氣。供方用1臺(tái)正確率為0.5級(jí),DN80mm的氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量;需方3個(gè)廠,主要用戶用羅茨流量計(jì),2個(gè)小用戶,1個(gè)用渦街流量計(jì),1個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)孔板差壓式流量計(jì)計(jì)量。一年下來,供方共送出48.218kt乙烯;而3個(gè)用戶之和收到量相差5.152kt,差量達(dá)10%以上。
1)供方:氣體渦輪流量計(jì)是在檢定周期內(nèi)�？趶竭x的過大,長期運(yùn)行在30%以下。在低流量刻度下運(yùn)行,流量有可能會(huì)突破正0.5%的誤差值。
2)需方:主要用戶的羅茨流量計(jì)運(yùn)行超周期,其中壓縮系數(shù)Z值是靠可手動(dòng)機(jī)械扳手(柄)進(jìn)行調(diào)整。此值應(yīng)由流量計(jì)檢定時(shí)檢定確定,但無鎖緊裝置,是否松動(dòng)尚不知;2個(gè)小用戶中1個(gè)用的渦街流量計(jì)是新表,沒查出問題,但是生產(chǎn)工藝是間斷不連續(xù)的,即流量計(jì)是斷續(xù)計(jì)量可能不正確;另一個(gè)用的是孔板差壓式流量計(jì)，無溫度壓力補(bǔ)償,測(cè)量氣體正確率差,不適合做貿(mào)易計(jì)量交接用。
計(jì)量改造方案如圖1所示。供需雙方購置相同廠家一0.5級(jí)氣體渦輪流量計(jì)。改造完后運(yùn)行一段時(shí)間一切正常。
b)裂解廠向合成橡膠廠供應(yīng)碳4原料(主要成分是丁烯),供方用的計(jì)量器具為0.2級(jí)科氏質(zhì)量流量計(jì),需方用的是0.2級(jí)橢圓齒輪流量計(jì),數(shù)據(jù)乘以密度值(應(yīng)再乘以空氣浮力修正系數(shù)F值)進(jìn)行計(jì)量監(jiān)督。管線鋪設(shè)及儀表安裝情況:兩計(jì)量表相距約3km,需方位置在山溝內(nèi),海拔高度約10m。輸送管線為帶保溫層(局部有破損裸露)的DN80mm管線,需方容積式流量計(jì)前安裝有過濾器。供方出口壓力2.0MPa,常溫;需方貯罐(球罐)操作壓力為1.0~1.6MPa。供需雙方的計(jì)量器具都定期送檢,執(zhí)行供料制,以供方計(jì)量數(shù)據(jù)結(jié)算,輸送幾年的物料,運(yùn)行相安無事。后經(jīng)了解到,需方計(jì)量的數(shù)據(jù)總是大于供方的計(jì)量數(shù)據(jù),所以幾年來，從未發(fā)生過計(jì)量糾紛。但這也是不正常的現(xiàn)象。需方的計(jì)量器具沒有起到監(jiān)督作用,不能算是運(yùn)行正常。
這是因?yàn)楸粶y(cè)介質(zhì)丁烯(碳4)是油品中的輕組分,它在降壓、升溫狀態(tài)下易氣化。而該管道輸送系統(tǒng)正是具有降壓升溫的條件,即在供方出口處,是泵將冷卻到常溫(大氣環(huán)境溫度20℃左右)的碳4原料加壓升至2.0MPa，送給3km以外位置高約10m的用戶，沿途各種管件壓損,使用戶處壓力下降;對(duì)于溫度,由于保溫效果不好,(破損、年久失修)夏季管內(nèi)介質(zhì)溫度肯定上升。這種降壓、溫升,會(huì)造成被測(cè)介質(zhì)部分氣化,并且氣體向高處跑，對(duì)供方計(jì)量表無影響;但是,對(duì)需方容積式流量計(jì)影響可就大了。由于需方流量計(jì)前沒有安裝消氣器，介質(zhì)夾帶著氣泡,甚至是氣團(tuán)沖向流量計(jì),因液相氣化使體積膨脹數(shù)百倍，至使容積式流量計(jì)轉(zhuǎn)速加快，記錄、顯示值偏高。實(shí)際現(xiàn)象,夏季流量計(jì)顯示偏高的數(shù)值最大,也驗(yàn)證了是液相碳4隨輸送壓力降低、溫度升高,夾帶氣泡(相)量增加,而至使需方流量計(jì)計(jì)量數(shù)值均是大于供方計(jì)量的數(shù)值。
據(jù)此分析,需方流量計(jì)選型及其系統(tǒng)配套不當(dāng)是造成長期顯示偏高的主要原因。
選用容積式流量計(jì),一般都要考慮安裝過濾器和消氣器,此處能否考慮增加安裝消氣器來改進(jìn)計(jì)量系統(tǒng)呢?很難。因?yàn)檫@部分氣體的計(jì)量難度更大,雖這部分氣量不太大,若不計(jì)量,它足以嚴(yán)重影響該系統(tǒng)的計(jì)量正確率;若計(jì)量，這部分氣體量不大,適應(yīng)這種小氣量且量變化大的氣體流量計(jì)更是難以選擇,且增加費(fèi)用較大。因此增加消氣器的改進(jìn)方案在此處不可取。
改進(jìn)該計(jì)量系統(tǒng)的辦法,可采用使氣化的部分再液化的辦法。在流量計(jì)前,管道某最高處的正上方增加一個(gè)集氣貯罐,罐外盤繞冷卻水降溫盤管,且有保溫和夏季防曬措施。用冷卻水降溫使積存在貯罐.上部的氣相遇冷再液化下來,使流經(jīng)流量計(jì)的全部為液相,確保流量計(jì)正常運(yùn)行。夏季流量計(jì)運(yùn)行費(fèi)用肯定會(huì)增加，,其他季節(jié),可通過流量計(jì)計(jì)量的數(shù)據(jù)與供方流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)比，看看還有沒有氣相,有就讓冷卻系統(tǒng)運(yùn)行,沒有就停運(yùn)冷卻系統(tǒng)。
當(dāng)然,根據(jù)被測(cè)介質(zhì)是輕烴組分,容易造成液體中夾帶少部分氣體的被測(cè)介質(zhì)特性，更新流量計(jì)時(shí),選用可測(cè)量含氣量在5%以下液體的科氏質(zhì)量流量計(jì),效果會(huì)更好些。
4安裝位置的選擇
有些企業(yè)，地處山區(qū)或丘陵地帶,給流量計(jì)計(jì)量儀表安裝位置的選擇造成困難。
a)煉油廠2套原油流量計(jì)，安裝如圖2所示。
根據(jù)流量計(jì)安裝在半山坡上的實(shí)際情況,該表原設(shè)計(jì)安裝位置選擇不妥,這樣流量計(jì)運(yùn)行測(cè)量不會(huì)正確。否則,由于倒換油泵或管線,暫停輸油過程中,使流量計(jì)前輸油管道內(nèi)油壓下降,約20m的管路落差使流量計(jì)前的管道內(nèi)壓力下降,甚至成負(fù)壓,造成流量計(jì)之后的原油倒流，或原油中輕組分氣化,在管內(nèi)回流,使流量計(jì)計(jì)量不準(zhǔn)。
要想讓流量計(jì)運(yùn)行正常必須將其移位,可以移至下游約50m之后的水平管道上;或移至.上游約50m以前的水平管道上。
b)煉油廠向裂解廠供應(yīng)裂解料,雙方計(jì)量相差較大,到現(xiàn)場(chǎng)查看煉油廠計(jì)量表的情況,看到的輸送管線和流量計(jì)安裝如圖3所示。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析,旗式安裝的科氏質(zhì)量流量計(jì)從安裝形式上看是正確的。從運(yùn)行分析,可能會(huì)出現(xiàn)問題，流量計(jì)后的閥門開度是否能保證閥前(流量計(jì)后)具有一定的背壓(即保證為液相)。像這種閥后輸送管道約450m距離落差約35m,很有可能會(huì)使閥后管道內(nèi)液體,在約35m液柱的靜壓下，迅速流入下游,造成閥后管段內(nèi)減壓甚至抽空造成負(fù)壓,致使流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)減壓甚至液體氣化(哪怕是一部分),流量計(jì)無法正常工作。
有一個(gè)最好的檢驗(yàn)方法,就是觀察流量計(jì)后的壓力是否正常?后經(jīng)檢查,管道內(nèi)壓力,不是向外排氣,而是向里吸氣一成負(fù)壓,說明上述分析正確,保證不了流量計(jì)后具有--定的背壓，流量計(jì)不能正常工作。
改進(jìn)意見:建議將計(jì)量表移位,移至大坡下面(即下游450m以外)。.
5安裝方法的選擇.
目前科氏質(zhì)量流量計(jì)是成品油和化工物料貿(mào)易交接的主要流量計(jì),但是不少科氏流量計(jì)無法投用,檢查原因，多屬于安裝原因所造成。
例如煉油廠成品油散裝站臺(tái)有6套科氏質(zhì)量流量計(jì)，只做裝車監(jiān)視用,而計(jì)量則依靠地中衡。問其原因，說質(zhì)量流量計(jì)不準(zhǔn)。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn):
a)該6套質(zhì)量流量計(jì)3套用于柴油,3套用于汽油，均是靠貯油罐位差(高出流量計(jì)約10m)自流裝車,沒有加壓油泵,所以裝車時(shí)只能-一個(gè)車位工作。這種流量計(jì)額定流量下,壓力損失大,可達(dá)0.1MPa以上。
b)6臺(tái)流量計(jì)年年定期送檢,每次檢定均合格(0.2級(jí)),取回來復(fù)位后應(yīng)用時(shí),與地中衡比較相差較大,達(dá)百分之幾,不敢做計(jì)量表用。
c)6臺(tái)質(zhì)量流量傳感器安裝均不合格!這是造成運(yùn)行不正常的主要原因。實(shí)際安裝情況如圖4所示
流量傳感器的2個(gè)支撐架均是支撐在傳感器的測(cè)量管上，這是絕對(duì)不允許的!科氏質(zhì)量流量計(jì)傳感器的安裝原則:為了消除測(cè)量管安裝時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,測(cè)量管上不允許加裝支撐點(diǎn);要求測(cè)量管兩端各增加一段短管,2個(gè)支撐點(diǎn)應(yīng)向左向右移至圖中虛線位置,以實(shí)現(xiàn)由支撐撐住管道,再由管道架住流量測(cè)量管,絕不允許由測(cè)量管架承兩邊管道。
d)據(jù)操作人員反映,當(dāng)6臺(tái)流量計(jì)拆卸下來送檢時(shí),6臺(tái)流量計(jì)兩邊的管線的法蘭(口)既不平行也不同心。兩邊管道錯(cuò)位很大,測(cè)量管能不產(chǎn)生不平衡應(yīng)力嗎?有應(yīng)力,測(cè)量肯定不能正常工作。
為解決此問題,建議在流量測(cè)量管兩端各增加一段帶法蘭的短管(約200mm),并先組裝擰緊(無應(yīng)力)后,再整體無應(yīng)力焊接在兩端管道上(當(dāng)然改為軟管連接也可)。
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