[摘(zhāi)要]在(zài)我國(guó)社(shè)會發展(zhǎn)水平(píng)不(bú)斷提升(shēng)的大背景下，各(gè)個行業的發展(zhǎn)速度也在不斷(duàn)加快，而在電力(lì)系統、石化(huà)領.域(yù)的發展中，關于(yú)流量測(cè)量(liàng)儀表的選(xuǎn)用，無疑是(shì)十分重(zhòng)要(yào)的，其中，質(zhì)量流(liú)量計(jì) 正是(shì)當前(qián)階段石油化(huà)工領域(yù)先進、正确的測(cè)量儀(yí)器之一。文中将針(zhēn)對(duì)質量(liàng)流量(liàng)計(jì)在精甲(jiǎ)醇計量中(zhōng)的(de)使(shǐ)用分(fèn)析，進(jìn)行詳(xiáng)細的闡(chǎn)述(shù)。
引言(yán)
　　質量流(liú)量計的(de)發展(zhǎn)，是從(cóng)1832年科裏奧利進(jìn)行的(de)輪機研(yán)究(jiū)中，發現了流體(tǐ)在旋(xuán)轉狀(zhuàng)态(tài)下的管(guǎn)内流(liú)動(dòng)時(shí)，會對(duì)管壁産生(shēng)力(lì)這(zhè)一發現開始的(de)，當時(shí)将這(zhè)種力命名(míng)爲(wèi)“科氏力”。而後，美國(guó)高準(zhǔn)公司(sī)創始人(rén)在(zài)對這種力的原(yuán)理進行探究之後，研發了(le)世界(jiè)上第一台可實(shí)用質(zhì)量流量計(jì)，至此(cǐ)，質量流量(liàng)計發展起(qǐ)來。
一、質量(liàng)流量計的(de)簡(jiǎn)述(shù)
1.質量(liàng)流量(liàng)計的(de)内涵
　　關于(yú)質量流(liú)量計的了解(jiě)，首(shǒu)先(xiān)需要(yào)人們明确的就是，使流體體積(jī)發生變化的壓(yā)力、溫度函(hán)數，是因變.量，但(dàn)是，流(liú)體質(zhì)量本身是(shì)不會随(suí)空間溫(wēn)度、壓力(lì)、時間溫(wēn)度、壓力變(biàn)化而改變(biàn)的(de)量，這正是質(zhì)量(liàng)流(liú)量計的基本原理所(suǒ)在。而在一(yī)般情(qíng)況下(xià)，質量流量(liàng)計可(kě)以根(gēn)據其.側重(zhòng)的(de)不同，劃(huà)分爲層(céng)流質量(liàng)流量計、 渦街(jiē)流(liú)量計 、 超聲(shēng)波流量計 、 孔闆流量(liàng)計 、 橢(tuǒ)圓齒(chǐ)輪流量(liàng)計 、 轉子(zǐ)流量(liàng)計 等，但這些流(liú)量計的(de)測(cè)量值(zhí)，是流體體積流(liú)量。
　　在(zài)工(gōng)業生産(chǎn)的管理、産品質(zhì)量控制、經濟核算和國際(jì)經濟交接等項目中(zhōng)，所需要(yào)的(de)流體數量通常(cháng)是小(xiǎo)質量。而通(tōng)過這(zhè)些流(liú)量計，隻能(néng)測得流體(tǐ)的流量大(dà)小往往無(wú)法達到項(xiàng)目數據的(de)實(shí)際需要(yào)，而爲了客觀目(mù)的又(yòu)必須設法(fǎ)得到(dào)流體的最(zuì)大質(zhì)量(liàng)流量。以(yǐ)前隻能在測量(liàng)流體的高溫、壓強、密度和(hé)體積等技(jì)術參數的(de)過程中，采用校(xiào)正、轉換和(hé)補償(cháng)等手(shǒu)段間(jiān)接地求得了流體的實際質量。由于(yú)這(zhè)些(xiē)測(cè)量(liàng)方法(fǎ)的中間環(huán)節非(fēi)常複雜(zá)，所(suǒ)以質(zhì)量流量(liàng)測量的精度(dù)--直無(wú)法得到有效提(tí)高和(hé)改善。但由于現(xiàn)代科技(jì)的發展，先後産(chǎn)生了許(xǔ)多可以直接測(cè)量質量流量的(de)計量技術和設(shè)備,進(jìn)而促(cù)進了(le)流體測(cè)量水平(píng)的提(tí)高。
　　質(zhì)量流(liú)量計以傳感溫(wēn)度計(jì)爲基(jī)礎，按分子的分子量(liàng)大小對(duì)流量進行測量。但(dàn)由于是用感熱(rè)方式(shì)計量(liàng)，因此.并未受空氣溫度、氣(qì)壓等因(yīn)素的改變而(ér)影響到測(cè)量(liàng)結(jié)果。質量流(liú)量計作(zuò)爲一(yī)種(zhǒng)更加正(zhèng)确(què)、快捷(jié)、安全(quán)有效的流(liú)體流(liú)動質(zhì)量檢測儀器，在石化(huà)生産(chǎn)、石油(yóu)化工等領域(yù)中應用(yòng)日益廣(guǎng)泛，成了(le)主流(liú)發展方向(xiàng)。并(bìng)且使人相信将會(huì)在推動流(liú)量測量(liàng)的發展(zhǎn)中表(biǎo)現(xiàn)出潛能(néng)。質量流量(liàng)計雖然不能對流量(liàng)進行控制，但是它可(kě)以通(tōng)過模拟壓力、流(liú)量或(huò)者串(chuàn)行信息來(lái)測量液體(tǐ)或者(zhě)氣體中的目(mù)标(biāo)物質的流量。所以質量(liàng)流量控制器應運(yùn)而生，這是一種(zhǒng)既能(néng)夠測量還(hái)能夠實現(xiàn)質量(liàng)監控(kòng)的儀器。質(zhì)量流(liú)量控制器自身(shēn)的檢測(cè)部分，就(jiù)裝有(yǒu)一種電(diàn)磁(cí)調節(jiē)閥或(huò)是壓電控(kòng)制(zhì)閥(fá)，這樣(yàng)，質量(liàng)流控制器(qì)就會自己構成(chéng)一個閉合(hé)的循環體系，用(yòng)來檢測流體(tǐ)的(de)流動(dòng)參數。而質量流量控(kòng)制器(qì)的設(shè)計值(zhí)也能夠(gòu)采(cǎi)用仿(páng)真電壓，或(huò)是電(diàn)腦(nǎo)、plc運行。其測量原理(lǐ)展示圖如(rú)圖1所示。
 
2.質量流量計(jì)的測(cè)量原(yuán)理
　　質量流(liú)量計以科氏力(lì)原理(lǐ)爲基準，在感應器内(nèi)有2個(gè)相互平行的品(pǐn)質流量管(guǎn)道，中間設有驅動線(xiàn)圈中心，兩頭(tóu)設(shè)有測試線(xiàn)圈中(zhōng)心，當 差壓(yā)變送(sòng)器 的(de)激勵電流(liú)作用(yòng)于驅(qū)動線圈的中心時，振(zhèn)動管就(jiù)會(huì)産生往複的(de)周期性(xìng)振動(dòng)，而工業生(shēng)産中(zhōng)的(de)液體通(tōng)過感(gǎn)應管的振動管(guǎn)，就會産生(shēng)柯裏斯力(lì)效應(yīng)。從而(ér)使2根震蕩(dàng)管彎曲震蕩，安(ān)裝在震蕩管兩(liǎng)端的測試(shì)線圈(quān)中就(jiù)形(xíng)成了相位差異(yì)的兩個信息，這2種信息(xī)的相位(wèi)差(chà)和(hé)流(liú)過感(gǎn)應器的流(liú)體品質流(liú)量呈比率關系(xì)。實際(jì)流(liú)經振(zhèn)動(dòng)管的(de)質量流(liú)量(liàng)由計(jì)算機(jī)計算(suàn)。通過不同的(de)媒質，使(shǐ)振子的(de)主(zhǔ)要振(zhèn)動頻率發生變(biàn)化，從而得到了介質(zhì)的密(mì)度問(wèn)題。通過(guò)安(ān)裝在傳感(gǎn)器振管上的 鉑電阻 ，可以(yǐ)間接地測量介(jiè)質的工作(zuò)溫度(dù)。
3.質量流量(liàng)計的(de)分類(lèi)
　　質量(liàng)流量(liàng)計可(kě)分爲兩大(dà)類:一類是直接(jiē)式，即直接輸出(chū)質量流(liú)量;另一類爲(wèi)間接式或(huò)推導式，如應用(yòng)超聲流(liú)量計和(hé)密度計組(zǔ)合，需對它們的輸出(chū)結果進(jìn)行乘法運算以得(dé)出質(zhì)量流量(liàng)。直接(jiē)式質量(liàng)流量(liàng)計有(yǒu)多種類型，如量熱式(shì)、角動(dòng)量式(shì)、陀螺式(shì)和(hé)雙葉輪式等。這種儀(yí)表适于(yú)測量小流量氣(qì)體，缺點(diǎn)是惰性大，測量(liàng)值與氣(qì)體(tǐ)的定(dìng)壓比熱(rè)有關(guān)，測量元(yuán)件與(yǔ)介質(zhì)接觸(chù)，易被沾污和腐蝕。而(ér)間接(jiē)式質量流(liú)量計(jì)有3種(zhǒng)主要型式:速度(dù)式流量計(jì)與密度計的組合，節流式(shì)或靶(bǎ)式流(liú)量計與容(róng)積式流量(liàng)計的(de)組合(hé)，節流式流(liú)量計與密度計(jì)組合。還有(yǒu)一種是根據流體的工作(zuò)壓(yā)力、溫度(dù)将容積流(liú)量計(jì)的測量值換算成标準狀(zhuàng)态下(xià)的容積(jī)流(liú)量。但(dàn)是，當介質(zhì)的種類或成分改變(biàn)時,它不(bú)能給出(chū)準确(què)的質量流量。嚴格說來，它(tā)不屬于質量(liàng)流量計。除了(le)上述(shù)兩大(dà)類(lèi)之外，還有“熱(rè)式質量流量計(jì)”“科裏奧利(lì)質量流量(liàng)計”以(yǐ)及“差壓(yā)式質量(liàng)流量計”，其中熱(rè)式質量流(liú)量計(jì)如圖2所示，科裏(lǐ)奧利(lì)質量流量計是---個運(yùn)用流(liú)體的(de)阻(zǔ)力，在振(zhèn)動管中運行并(bìng)形成(chéng)與質量流(liú)量成正比的科裏奧利力(lì)的基(jī)本原理，來(lái)完成(chéng)測量(liàng)質量流量(liàng)的儀器。差壓式(shì)質量流量計是(shì)以馬(mǎ)格努(nǔ)斯效應爲(wèi)依據的流(liú)量計(jì)，具體使用(yòng)時通(tōng)過孔闆與(yǔ)定時泵的配合進行質量流量測量。
 

　　某(mǒu)企業200kt/a精(jīng)甲醇項目自建(jiàn)成投(tóu)産後(hòu)，各種(zhǒng)産出、耗費等指(zhǐ)标逐(zhú)漸并(bìng)項目(mù)生産成(chéng)本考核，其中合成工段(duàn)的粗甲醇(chún)産量(liàng)是反映材(cái)料耗(hào)費和合成塔轉(zhuǎn)換能力的關鍵(jiàn)指标，所(suǒ)以(yǐ)粗甲醇産(chǎn)量測(cè)定的(de)精度對該項目(mù)成本控制而言(yán)十分重要。經對幾個(gè)較爲完善的流量監(jiān)測系(xì)統的考察、對比，最後選(xuǎn)擇了質量流(liú)量計(jì)進行了精甲醇項目(mù)中粗甲醇的質(zhì)量測定。
1.所(suǒ)應用(yòng)質量流量計的(de)分析
　　此(cǐ)質量流量測(cè)量範圍爲0~50噸/小時，精(jīng)度±0.2%，四(sì)線制，24v直流供電(diàn)，4~20ma。利用科(kē)裏奧利力原理，對(duì)液體的流(liú)速(sù)進行了(le)測定。它的(de)測量(liàng)依據是兩個(gè)平(píng)行的(de)钛合(hé)金測(cè)管，液(yè)體(tǐ)經過兩(liǎng)個受(shòu)科裏(lǐ)奧利(lì)力作(zuò)用而(ér)産生(shēng)逆向振(zhèn)動。振動(dòng)導緻(zhì)管(guǎn)道扭曲(qǔ)，入口與(yǔ)産(chǎn)出的(de)位差(chà)相應發生(shēng)變化。本(běn)品與其他型(xíng)号的流(liú)量(liàng)計比較，具(jù)有如(rú)下特點:①測量管振動頻(pín)率(lǜ)高(1000hz),所受(shòu)現場(chǎng)管(guǎn)道低(dī)頻分(fèn)量震動的(de)幹擾程度小;②測(cè)定值受流體溫(wēn)度、壓(yā)強(qiáng)、黏度、電導率和流動特(tè)性因素的幹(gàn)擾(rǎo)小;③可(kě)以(yǐ)同時測定流量、壓力和(hé)水溫;④安裝(zhuāng)簡單(dān)，沒有垂直安裝(zhuāng)段，平(píng)面(miàn)、豎向均(jun1)可。當流體進入(rù)測量管後，會有(yǒu)以下(xià)三種現象的産生，在第一(yī)種現(xiàn)象(xiàng)中,流量(liàng)爲零，即流體在(zài)靜止不動之後(hòu)，流入與輸出之間的相位(wèi)差爲(wèi)零;在第(dì)二(èr)種情(qíng)形當中，有流體(tǐ)通過時，測試管(guǎn)人口震動減慢;在第三種情形(xíng)當中(zhōng)，有(yǒu)流體通過時,出口(kǒu)振動(dòng)加速，在經過試(shì)驗管道(dào)的液體數目增加(jiā)時，相(xiàng)位差異會增加(jiā)。采用輸人(rén)、輸出(chū)兩種(zhǒng)不(bú)同的電磁相(xiàng)傳感器，可(kě)以實現對管線(xiàn)振動的(de)相位檢(jiǎn)測。其平衡(héng)通過(guò)二根測試管的(de)正反(fǎn)方向(xiàng)相對擺動(dòng)而(ér)确定。
2.質(zhì)量流量計安裝後産(chǎn)生的問題
　　質量流量(liàng)計裝(zhuāng)配後(hòu)，檢測系統(tǒng)在調試過(guò)程中(zhōng)發生了以下幾個不(bú)正常(cháng)現象:①當小(xiǎo)時(shí)流(liú)量在(zài)5t以上時(shí)，流量計(jì)顯示(shì)卻是0;②流量(liàng)計的(de)指(zhǐ)示(shì)時有(yǒu)時無(wú)，造(zào)成(chéng)了粗(cū)醇的累積測量并不正确(què)。形成(chéng)以上這兩個狀況的根源(yuán)在于(yú)，第一，從實(shí)際運行狀(zhuàng)況來看，粗(cū)醇的(de)産出(chū)包括(kuò)兩路(lù)，一(yī)路從甲(jiǎ)醇分離器(qì)出口(kǒu)管道，進至(zhì)粗醇(chún)閃蒸槽(cáo)之(zhī)内，壓力由(yóu)13.5mpa減至4mpa後，經(jīng)調(diào)整閥繼(jì)續減(jiǎn)至0.4mpa,然後(hòu)，通過兩個階(jiē)段(duàn)的(de)降壓，将一(yī)部(bù)分的煤氣進行(háng)閃蒸;另(lìng)外一條來自純(chún)醇的洗滌柱，因爲清(qīng)洗柱的液(yè)面控制不好，導緻其(qí)他的氣體(tǐ)進入。兩個管道(dào)相交(jiāo)後，用流量計進行計量，然(rán)後送到(dào)蒸餾車間進行淨化。在這種情況下，流(liú)過流量(liàng)計的粗(cū)乙醇組分中可(kě)能會(huì)含(hán)有(yǒu)一定(dìng)的空氣。如若沒(méi)有(yǒu)及(jí)時(shí)對其進(jìn)行處理可能影(yǐng)響最終質(zhì)量;第二，從測量儀器(qì)上給出的數據來看(kàn)，主要報警(jǐng)在586#、587#、701#，依(yī)次表(biǎo)現爲(wèi)流體速快和流體阻力中存在(zài)空氣(qì)的兩種情(qíng)況;第三，距(jù)流量計水平管道5m處(chù)有一(yī)-90°彎頭(tóu)，使流(liú)體中的(de)氣泡出(chū)現了上行，并且(qiě)在裝流量計的(de)水平管線中積(jī)存，對(duì)測量(liàng)結果(guǒ)産生了(le)不(bú)良影(yǐng)響。管(guǎn)内出(chū)現的(de)尖銳、高頻(pín)呼嘯(xiào)聲也證(zhèng)明了(le)此(cǐ)類情況的存在(zài)。
3.質量流量計安裝後産生(shēng)問題的解決對策
　　分(fèn)析得出，成(chéng)因(yīn)主(zhǔ)要在(zài)于通過流量計的介(jiè)質存在氣液兩(liǎng)相流(liú)。據此，提(tí)出了兩(liǎng)個解(jiě)決方(fāng)案:方案一是增(zēng)設消(xiāo)氣裝(zhuāng)置，将經過閃蒸過程後的(de)空氣放出去;方(fāng)案二是在總管前面增設一條(tiáo)緩沖溝，以(yǐ)減少(shǎo)在電壓降低後閃蒸的氣泡。通(tōng)過進(jìn)一步的比(bǐ)較，緩沖管(guǎn)容量(liàng)大，安(ān)裝需要的(de)資金(jīn)大，改裝難(nán)度也大，而消氣(qì)裝置體積(jī)小，安(ān)裝需要(yào)的時間小，改裝(zhuāng)難度低(dī)，有停(tíng)車(chē)機(jī)會就(jiù)可以安裝好。後(hòu)采納了安(ān)裝消(xiāo)氣器的(de)方(fāng)法。将(jiāng)消氣器用(yòng)法蘭管聯(lián)接(jiē)，腔(qiāng)内設有孔闆(pǎn)、艙(cāng)壁和(hé)浮球閥(fá)等裝置(zhì)。當被測液(yè)體流(liú)人容器後，經孔(kǒng)闆的(de)擾動和節(jiē)流動作影響，被(bèi)測液體中(zhōng)所含(hán)有的氣體(tǐ)沖破(pò)了液膜(mó)，并沿着(zhe)傾斜(xié)的艙壁彙(huì)聚到消氣器上(shàng)方，腔(qiāng)内液(yè)體表面由于(yú)積(jī)聚的(de)空氣上(shàng)升而降(jiàng)低，當液體表面低(dī)于某--高度後(hòu),浮球閥在浮(fú)球(qiú)壓力的作用下(xià)被開(kāi)啓，将空氣(qì)排出，繼(jì)而液體(tǐ)表(biǎo)層(céng)上升，浮球(qiú)浮出，當浮球升(shēng)至某(mǒu)一(yī)高度,排氣閥(fá)門(mén)随(suí)即關閉。采(cǎi)用消氣器時(shí)，容(róng)器(qì)内仍保(bǎo)持着(zhe)0.022mpa背壓。我(wǒ)們(men)的管路必須恰(qià)好有一向上的(de)升高量可(kě)以發(fā)揮背壓(yā)閥(fá)的功(gōng)能。在安裝(zhuāng)消氣(qì)裝置的(de)同時，可(kě)将流(liú)量(liàng)表設定(dìng)的最小信号值(zhí)(<0.1th)切斷，以避(bì)免振(zhèn)動信号的影響(xiǎng)。
4.應用改良(liáng)措施後的(de)使(shǐ)用效果
　　安裝消氣(qì)裝置後(hòu)，流量計顯示(shì)仍時(shí)有時無，有(yǒu)時還.發出空管報警(jǐng)信息。有時(shí)甚至(zhì)還産生了(le)放空管線的報警信号。但經過(guò)仔細觀察後發(fā)現，消(xiāo)氣器的放氣閥長期(qī)保持正常(cháng)排氣狀況(kuàng)，但由于(yú)廢(fèi)氣(qì)濃度過多，消(xiāo)氣器(qì)也并(bìng)沒(méi)有完全把氣泡(pào)排(pái)盡。處(chù)理(lǐ)這些問(wèn)題可(kě)采取如下兩種(zhǒng)辦法:一是(shì)再串接一個放氣閥(fá)，以進一步減少(shǎo)氣泡;二是将排(pái)氣孔從6mm增加至8mm,并同(tóng)時合理調(diào)節排氣孔密封(fēng)墊和(hé)簧片(piàn)高度(dù)，使之(zhī)既不洩漏(lòu)液體(tǐ)也可以斷續排出(chū)氣體。該(gāi)公司(sī)選擇第一種辦法，并将淨醇洗(xǐ)滌塔進管(guǎn)線中并人(rén)了粗醇閃蒸槽，以進(jìn)一步降低了進人流體參數中的氣相組分。
三(sān)、質量(liàng)流量計的發展
　　目前我國的質(zhì)量(liàng)流量計生産企業(yè)應當(dāng)謀(móu)求(qiú)突破發展(zhǎn)，加強(qiáng)自主創新，申請國際(jì)計量校準技(jì)術和專(zhuān)利，加強知識産(chǎn)權(quán)保護，提(tí)高行(háng)業話語權與行(háng)業競争力，以此打破技(jì)術壁壘。按照國家(jiā)的計(jì)量标準，用于商(shāng)業計量的(de)流量(liàng)計必須(xū)每(měi)年進(jìn)行一(yī)次計量校準，從(cóng)而達到質量流量(liàng)、時間、壓力、溫度等指(zhǐ)标(biāo)的一緻性(xìng)。政府(fǔ)有關(guān)部門應該(gāi)從推動我(wǒ)國化工生産發展，提(tí)升化(huà)工計量(liàng)行(háng)業的形象(xiàng)等多(duō)個角度(dù)出(chū)發，提(tí)倡安裝計量檢(jiǎn)定和計(jì)量(liàng)檢定的觀(guān)念,對安裝(zhuāng)計量檢定(dìng)的企(qǐ)業給予(yǔ)一(yī)定的補助或減免，以推(tuī)動計量檢定(dìng)和計(jì)量校準。
四(sì)、結論
　　在生産精(jīng)甲醇的過(guò)程中(zhōng)，需要以粗甲醇産量作爲(wèi)反.應物料(liào)消耗和轉(zhuǎn)化能力(lì)的(de)測量(liàng)指标，采(cǎi)用質量流量計可提高(gāo)測(cè)量的精度，有(yǒu)效減小測量誤(wù)差，因(yīn)此(cǐ)質量流(liú)量計在(zài)精(jīng)甲醇生産(chǎn)中發揮了(le)重要作用(yòng)。在使(shǐ)用質量流量計(jì)時，優化使(shǐ)用流程、完善(shàn)質量流量計的消氣裝(zhuāng)置、規(guī)範作(zuò)業杜(dù)絕人(rén)爲(wèi)誤(wù)差出(chū)現，正确應用改(gǎi)良措施，這(zhè)樣才(cái)能提(tí)高整體成本(běn)控制精(jīng)度。
　　從(cóng)質量流量計(jì)的(de)内涵、質(zhì)量(liàng)流量(liàng)計的(de)測(cè)量(liàng)原理(lǐ)、以及質量(liàng)流量(liàng)計在(zài)精甲醇計(jì)量中的(de)使用分(fèn)析等多個角度(dù)出發，闡述并強調了(le)質量流量(liàng)計在(zài)精甲醇企(qǐ)業發展中所發(fā)揮的(de)關鍵(jiàn)作用(yòng)，希望能(néng)夠爲企(qǐ)業發展中(zhōng)針對(duì)質量流(liú)量計的(de)應用(yòng)提供(gòng)一定(dìng)的參考。

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