董翠微
董翠微女士，艾默生過程控制有限公司系統部專員。
關鍵詞：科氏力質量流量計緩流
一、科氏力質量流量計概述
錦州精聯潤滑油添加劑有限公司調合裝置利用美國Micromotion 公司生產的D型科氏力質量流量計對加入調合釜內的基礎油進行計量。科氏力質量流量計又叫直接式質量流量計，由Micromotion公司首先開發出來的，所以也稱為Micromotion流量計，根據科里奧利(Coriolis)效應制成的。假如在一個旋轉體系中，具有質量m和速度v的物體，以角速度w 從里往外(反之亦然)運動，則物體會受到一個切向力，該切向力稱為科里奧利力，簡稱為科氏力Fc，記為
-
Fc=-2mωv。
如圖1所示。科氏力質量流量計由傳感器和變送器兩部分組成，傳感器的結構很
多，有的是兩根平行U 型管，有的是兩根Ω 型管，有的是兩根直管。盡管管子形
狀不同，但都是在管子上加電磁激勵，使其振蕩，當流體流過管子時，在科里奧
利力作用下，管子會發生形變，通過光電檢測系統測量形變而測得液體質量流量。
科氏力質量流量計具有以下特點：
(1)可直接測量質量流量，與被測介質溫度、壓力、密度、黏度變化無關。而其他各種質量流量計多采用間接測量方法，即先測得體積流量，再進行溫度、壓力、密度補償后求出質量流量。
(2)無可動部件，可靠性高。
(3)線性輸出，測量**度高，可達±0.1%～±0.2%。
(4)可調量程比寬，*高可達1:100。
(5)適用于各種液體，如腐蝕性、臟污介質、懸浮液、兩相液體(液體中含氣體
量<10%體積)等。
二、科氏力質量流量計在調合裝置中的應用
在調合裝置生產工藝中，利用MP201 泵將TK107 立罐中的基礎油加入調合釜BLR201 中，科氏力質量流量計FQ201 用來累計進入BLR201 中的基礎油總量。
操作員預先在DCS 的FQ201 儀表面板上設置需加基礎油的總量，對上次實測累
積量清零，并啟動本次計量功能，打開調合釜入口電磁閥V201 并啟動基礎油泵
MP201，FQ201 開始對加入釜內的基礎油計量。當實測累計量達到FQ201 中操作員設置的目標量后，DCS 內自動送出聯鎖信號關閉調合釜入口電磁閥并停泵。
BLR201上安裝了反吹風式液位變送器LI201，用于監測釜內液位，以噸為單位，
也為FQ201累計量提供了一個參考值。近期根據生產需要，裝置從一個臥罐TK204新鋪設一條管線至MP201 泵，因此還可利用MP201 泵將TK204 罐中的基礎油加入到BLR201 中，如圖2所示。
三、故障現象
當采用新配管線加料后，利用TK204 罐和MP201 泵向BLR201 輸送8t基礎油時，FQ201 累計量達到8t 后關閥停泵，BLR201 釜上的液位計LI201 只顯示5.7t，遠遠低于所需量。
四、故障分析及原因
(1)由于BLR201 釜采用氮氣反吹風法測量液位，因此*初懷疑氮氣壓力不夠造成液位儀表顯示偏低。查看公用工程畫面上的氮氣壓力指示值，裝置供氮正常。
儀表維修人員確認液位計LI201 工作正常。
(2)用檢尺方法測量液位，表明釜內實際數量遠遠小于8t。
(3)由于采用的是新管線，懷疑管線處理后仍有殘留的雜渣進入質量流量計中。利用TK107 內的基礎油向BLR201 補加2.3t 后再檢尺，發現質量流量計工作正常。
(4)由于FQ201 是科氏力質量流量計，與被測介質的溫度、密度、壓力、黏度變化無關，因此排除原料密度的略微不同對FQ201 的影響。
(5)查看工藝管線，發現TK107 至MP201 入口采用的是4 英寸管線，從MP201至BLR201 采用3英寸管線，而從TK204 至MP201 入口之間新鋪設的管線由于空間有限，而采用了2 英寸管線。泵入口管線是2 英寸，而出口管線為3 英寸。在加油過程中，發現泵出口壓力低，原來正常時FQ201 的瞬時流量為30t/h，現在降至5t/h。由于新配工藝管線不合理，造成流量過低而形成緩流，無法完全充滿質量流量計傳感器部分的U型管，是引起本例故障的主要原因。
(6)在科氏力質量流量計中，需對傳感器管子進行電磁激勵，使其振蕩。當流體流過管子時，在科里奧利力作用下，管子會發生形變，通過測量管子形變而測得流體質量流量。在本例故障中，當被測液體在未充滿管子的情況下緩慢流動時，對傳感器管子造成不平衡振動，因而影響了傳感器的性能和**度，造成儀表讀數不準。
五、解決方法
(1)關小泵出口手閥，增加泵出口壓力，FQ201 的瞬時流量由5.7t/h 增加到8t/h，
但仍然無法滿足FQ201 正常工作的條件，因此，只好采用方法2。
(2)TK204罐內物料用完后，重新在罐底開4 英寸口，并另選路徑鋪設4 英寸管線至泵MP201 入口處。重新送料，FQ201 工作正常。
六、經驗總結
當科氏力質量流量計出現流量不準，或批量累計值與實際值不符的情況時，產生的原因有多種，有些原因可以在傳感器/變送器處確定下來，有些原因則需要評估工藝條件變化才能確定下來。在故障分析判斷過程中，通常會用到以下工具：
數字式萬用表、智能手持終端(HART Communicator)、ProLink 軟件程序、AMS
軟件、Modbus 主控制器(僅適用于RFT9739 變送器)，或者變送器的顯示屏(僅適
用于3500 或_______3700 型變送器)。排除故障的方法可參見表。
表中第15項，是當液態工藝介質中含有空氣或氣體，或氣態工藝介質中含有液體時，就會出現兩相流體。產生兩相流體的原因有如下幾種：
(1)泄漏。在工藝管線的連接點、閥及泵的密封處有可能出現泄漏，導致空氣進入液態工藝介質中。在系統入口處也有可能進入空氣。檢查系統的泄漏點并將其修復。
(2)氣穴和閃蒸現象。當系統處于或接近工藝液態介質的蒸發壓力下工作時，造成氣泡進入工藝液體中，就會產生氣穴和閃蒸現象。如果傳感器距離產生壓降的設備(如調節閥)很近，在該設備上游安裝傳感器能夠降低閃蒸的出現幾率；或者，增加傳感器下游的背壓也能夠減少氣穴和閃蒸現象的出現。
(3)“濺流”(Cascade)。當液體的流速降低到僅能部分充滿傳感器的管子時，就會出現“濺流”現象。產生這種現象的原因通常是由于液體向下流向一個安裝在垂直管線上的傳感器。為了排除這種情況，液體應該由下向上流向垂直安裝的傳感器。
(4)測量系統中的高點。測量液體時，在系統的高處會收集到攜帶的氣泡(不凝氣泡)。如果液體流速很低，且／或高點相對于系統非常高，攜帶的氣泡就會增長
并存留下來。如果氣泡混入液體并通過傳感器，就會出現大的測量誤差。一種可
能的解決方法就是根據裝置情況和規程要求在系統的高點、傳感器的上游安裝排
空閥(用于無害氣體)或消氣器(用于有害氣體)。
(5)測量系統中的低點。測量氣體時，在系統的低處會收集到冷凝液。如果介質的流速很低，且／或低點相對于系統非常低，冷凝液就會積累并保存下來。如果液體通過傳感器，就會出現測量誤差。一種可能的解決方法就是根據裝置的情況和規程要求在系統的低點、傳感器的上游安裝冷凝液排放閥。
（全文完）
來源：《世界儀表與自動化》