质量流量计知识整理

质量流量计知识整理 质量流量计分类 ①直接式质量流量计 即直接检测与质量流量成比例的量，检测元件直接反映出质量流量。 ②推导式质量流量计 即用体积流量计和密度计组合的仪表来测量质量流量， 同时检测出体 积流量和流体密度，通过运算得出与质量流量有关的输出信号。 ③补偿式质量流量计 同时检测流体的体积流量和流体的温度、 压力值，再根据流体密度与 温度、压力的关系，由计算单元计算得到该状态下流体的密度值，再 计算得到流体的质量流量值。 直接式质量流量计品种很多， 目前应用较广泛的是科里奥利质量流量 计。科里奥利质量流量计(简称 CMF)是利用流体在振动管中流动时， 产生与质量流量成正比的科里奥利力(科氏力)而制成的一种直接式质 量流量仪表。利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双 管等多种形式。其中双弯管型最常见，它由两根金属 U 形管组成，其 端部连通并与被测管路相连， 如图 1 所示。这样流体可以同时在两个 U 形管内流动在两管的中间 A、B、C 三处各装有一组压电换能器。 科里奥利质量流量计(CMF) 图 1科里奥利质量流量计(CMF) 换能器 A 在外加交变电压作用下产生交变力，使两根 U 形管彼此一 开一合地振动，相当于两根软管按相反方向不断摆动，换能器B 和 C 用来检测两管的振动情况。由于B 处于进口侧，C 处于出口侧，则根 据出口侧振动相位超前于进口侧的规律，C 输出的交变信号的相位将 超前于 B 某个相位。 此相位差的大小与质量流量成正比。 若将这两个 交流信号相位差经过电路进一步转换成直流4-20mA 等标准信号， 就 成为质量流量变送器。 质量流量计的测量精度较高， 主要用于黏度和密度相对较大的单相和 混相流体的流量测量。由于结构等原因，这种质量流量计适用于中小 尺寸的管道的流量检测。 质量流量计常见故障 1、质量流量计现场使用后精度降低 ①某装置中，采用了 20 多台质量流量计。其精度按仪表制造厂的样 本显示应达 0.15%，可是现场测试结果均在 0.3%以下 故障检查、分析：经计算，选型无误，且都满灌，现场检查发现，安 装存在问题： a、质量流量计安装在泵的附近，泵启动后较大的振动必将干扰流量 计的正常工作。 b、流量计的仪表支撑柱普遍较细，有些质量流量计的支撑架一边只 有一个。当管道应力传输至仪表安装段时， 其支撑件不足以抵御管道 应力，将降低质量流量计的测量精度。 c、质量流量计的支撑件连在一起。当其中一台质量流量计受到振动 干扰和应力时，将不可避免地传至其他流量计，并可能产生共振。 d、一些垂直安装的质量流量计固定支撑件不能稳定较重较大口径的 质量流量计本体。 管道由于流体通过或管线应力而产生的振动将影响 质量流量计正确测量。 e、支撑件安装在流量计的流量管部或连接法兰处，也可能导致应力 产生而干扰流量管振动频率，造成精度偏差。 故障处理：综上所述，引起质量流量计精度下降的原因是振动的干扰 和应力的影响。对此，采取的措施为： a、远离振动泵 3m 以上。 b、支撑件位置在流量计上、下游 15D 内，仪表的两边分别设置两个 固定的支撑架，以抵御流体流经管道时产生的振动和管道的应力 （尤 其是当附近有较重的阀门时） 。支撑架必须从仪表本体上移开，其直 径足以支撑质量流量计本体和管线的重量，并且隔离振动。 c、当垂直管道直径较大支撑件不易制作时，可将安装流量计的管道 设计成水平形式。 d、各个质量流量计的支撑件不可公用或连在一起，必须分开。 e、仪表出口管线最好高于流量计第 2 个支撑架后的管线，以产生一 个小的背压，避免虹吸现象。 f、对振动过大的地区，应设置减振器或采用其他的减振措施。 ②在羧甲基纤维素钠（CMC）生产的关键工艺--碱化反应中，需精确 控制各种参加反应化工原料的用量。选用Fisher-Rosemount R 型质量 流量计测量盐酸、 浓碱及碱化混合液的质量。 安装 3 套流量计 （图 1） 。 在试车中，发现所测盐酸与工艺经验值比对存在一定误差 故障检查、分析：经检查，发现试生产时所加盐酸比正常生产时少， 在质量流量计后部截止阀全开的情况下， 盐酸不能完全充满介质，影 响了仪表测量。 故障处理： 稍微关小后部截止阀， 重新测试， 结果与工艺经验值相符。 正常生产后，全开此截止阀流量计亦工作正常。 质量流量计安装示意图 2、新配管后质量流量计累积流量与实际量不符 在调合装置生产工艺中，利用 MP201 泵将 TK107 立罐中的基础油加 入调合釜 BLR201 中， 科氏力质量流量计 FQ201 用来累计进人 BLR201 中的基础油总量。操作员预先在 DCS 的 FQ201 仪表面板上设置需加 基础油的总量，对上次实测累积量清零，并启动本次计量功能，打开 调合釜人口电磁阀 V201 并启动基础油泵 MP201，FQ201 开始对加人 釜内的基础油计量。 当实测累计量达到 FQ201 中操作员设置的目标量 后，DCS 内自动送出联锁信号关闭调合釜人口电磁阀并停泵。BLR201 上安装了反吹风式液位变送器 LI201，用于监测釜内液位，以吨为单 位，也为 FQ201 累计量提供了一个参考值。近期根据生产需要，装置 从一个卧罐 TK204，新铺设一条管线至 MP201 泵，因此还可利用 MP201 泵将 TK204 罐中的基础油加入到 BLR201 中，如图 2 所示。 某装置基础油计量系统示意图 图 2 某装置基础油计量系统示意图 当采用新配管线加料后，利用 TK204 罐和 MP201 泵向 BLR201 输送 8t 基础油时，FQ201 累计量达到 8t 后关阀停泵，BLR201 釜上的液位 计 LI201 只显示 5.7t，远远低于所需量。 故障检查、分析： ①由于 BLR201 釜采用氮气反吹风法测量液位，因此最初怀疑氮气压 力不够造成液位仪表显示偏低。 查看公用工程画面上的氮气压力指示 值，装置供氮正常。仪表维修人员确认液位计LI201 工作正常。 ②用检尺方法测量液位，表明釜内实际数量远远小于8t。 ③由于采用的是新管线， 怀疑管线处理后仍有残留的杂渣进人质量流 量计中。利用 TK107 内的基础油向 BLR201 补加 2.3t 后再检尺，发现 质量流量计工作正常。 ④由于 FQ201 是科氏力质量流量计， 与被测介质的温度、 密度、 压力、 黏度变化无关，因此排除原料密度的略微不同对FQ201 的影响。 ⑤查看工艺管线，发现 TK107 至 MP201 人口采用的是 4in 管线，从 MP201 至 BLR201 采用 3in 管线，而从 TK20 至 MP201 入口之间新铺 设的管线由于空间有限，而采用了 2in 管线。泵人口管线是 2in，而 出口管线为3in。 在加油过程中， 发现泵出口压力低， 原来正常时FQ201 的瞬时流量为 30t/h，现在降至 5t/h。由于新配工艺管线不合理，造 成流量过低而形成缓流，无法完全充满质量流量计传感器部分的U 形管，是引起本例故障的主要原因。 ⑥在科氏力质量流量计中， 需对传感器管子进行电磁激励， 使其振荡。 当流体流过管子时，在科里奥利力作用下，管子会发生形变，通过测 量管子形变