液氨流量計使用案例

摘要：質(zhì)量流量計以其優(yōu)越的產(chǎn)品性能在化工行業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文簡要介紹了流量計在液氨計量中的應(yīng)用，提出了一種適應(yīng)現(xiàn)場的計量方案，保證了質(zhì)量流量計的準確計量，提高了公司的科學(xué)管理水平。

 

我公司生產(chǎn)系統(tǒng)由合成分廠，聯(lián)堿分廠，尿素分廠組成。生產(chǎn)尿素、純堿、氯化氨產(chǎn)品所消耗的液氨由氨分廠產(chǎn)出供給。由于液氨的密度受壓力、溫度影響的變化很大，因此在生產(chǎn)系統(tǒng)中在氨的計量上有一定難度。91年我廠按照化工部推薦的“高位槽配廣東南海儀表廠生產(chǎn)的旋渦流量計液氨計量方案”實施于合成氨分廠的液氨產(chǎn)量計量，但未取得成功。94年新上尿素分耗氨計量選用德國原裝渦街流量計。由于渦街流量計是體積流量計量，因此要經(jīng)常根據(jù)液氨的壓力、溫度來修正脈沖系數(shù)F。如不進行修正，計量誤差很大。從94年尿素投產(chǎn)到99年渦街流量計徹底失效停用僅僅5年時間(實際尿素分廠至99年累積生產(chǎn)時間也只有3年左右)就返回德國維修一次，而且經(jīng)多次檢定，線性度很差，*后無法使用而停用。因此，在2001年9月以前生產(chǎn)上氨系統(tǒng)的計量是以耗代產(chǎn)。即以尿素分廠耗氨計量與聯(lián)堿分廠耗氨計量之和，再加上液氨儲罐的液位高低折算出的氨儲量，這就是合成氨分廠的產(chǎn)氨量。99年因尿素分廠渦街流量計失效停用，使這種粗曠的計量也無法維持下去，嚴重影響了公司目標成本考核管理。因此，公司下決心對氨系統(tǒng)的計量進行整改，完善氨系統(tǒng)的準確計量。

 

一、儀表選型

要準確計量，計量儀表的選擇很重要。近幾年，隨著高科技的飛速發(fā)展，計量儀表的種類越來越多，計量品質(zhì)也越來越好。其中，質(zhì)量流量計是利用科里奧利力原理來測量流量。當沒有液體流過兩段平行安裝并以一定頻率振動著的流量管時，流量管不產(chǎn)生扭振，管兩邊信號檢測器輸出的兩個檢測信號是同相位的；當有流體流過流量管時，流量管在科里奧利力的作用下產(chǎn)生扭振，從而導(dǎo)致管兩邊信號檢測器輸出的兩個檢測信號存在相位差，這個相位差(也即時間差)直接正比于流過T型流量管的質(zhì)量流量。因此尼蒙特T型質(zhì)量流量計對流體質(zhì)量計量不受流體密度、溫度、壓力、粘度、導(dǎo)電性、流體狀態(tài)的影響。質(zhì)量流量計所具有的優(yōu)點，非常適合液氨的計量，因此，選擇質(zhì)量流量計來完善氨系統(tǒng)計量。

*好、*先進的儀表，都必然有它的特性和使用條件。必須充分了解儀表的特性和使用條件，同時再掌握被測介質(zhì)的特性，并根據(jù)安裝的現(xiàn)場情況，做出有效的計量控制方案，是計量成功的關(guān)鍵。

 

二、技術(shù)方案的實施

在合成氨分廠產(chǎn)氨計量中，由于液氨產(chǎn)出后，在不同壓力條件下，會溶解有H2、N2、CH4、Ar等氣體。液氨壓力降到3.0MPa左右進入液氨儲罐，在壓力降低后，H2、N2、CH4、Ar等氣體就從液氨中釋放出來。同時因壓力、溫度的變化也會產(chǎn)生一些氨蒸汽。因此在進入液氨儲罐前的流量會出現(xiàn)氣液兩相混流，有時氣體會高過30%(一般在15%～20%左右)。而在我們深入了解T型流量計的特點時，知道該流量計在氣液相混流時，其氣體不能高于5%。為滿足計量表的要求，我們在計量方案設(shè)計中，在液氨儲罐之前，增加1個中繼槽。

增加中繼槽并對中繼槽進行了液位(LIC-101)、壓力(PIC-101)自動控制的目的是保證液氨在中繼槽中進行氣液分離，使進入計量表中的液氨含氣量小于5%，滿足流量計使用要求，從中繼槽底部出來的液氨經(jīng)過FIQ-102計量后進入液氨儲罐，尿素用氨是從液氨大儲罐底部出來，經(jīng)FIQ-103計量后送尿素分廠，聯(lián)堿分廠用氨是液氨小儲罐底部出來，經(jīng)FIQ-101計量后送聯(lián)堿分廠。這個計量方案，使液氨產(chǎn)量與液氨耗量分開計量，滿足公司對各分廠進行的目標成本考核管理。

在施工中，考慮到質(zhì)量流量計傳感器輸出的是一個諧振頻率信號。因此在安裝中，對質(zhì)量流量計兩端的直管道進行了特別的防振處理。并要求液氨必須從中繼槽底部出來。經(jīng)FIQ-102計量和液位調(diào)節(jié)閥LV-101后的管道必須提高到一定高度，目的是對質(zhì)量流量計開成液封，使液氨在流量計中達到滿管，使之進一步減小管道的振動，從而保證其計量精度。由于流量計安裝位置正處于循環(huán)機、大型壓縮機的包圍圈中，大電機啟動時，會引起電網(wǎng)電壓的波動，為保證流量計T型管的諧振頻率穩(wěn)定在80Hz，振幅小于1mm，必須保證驅(qū)動線圈的電壓頻率穩(wěn)定，為此，在儀表電源安裝中，增加了1臺交流穩(wěn)壓器。

 

三、應(yīng)用結(jié)果

液氨計量系統(tǒng)于2011年11月10日1次投運成功。在滿負荷生產(chǎn)條件下，技術(shù)開發(fā)部組織相關(guān)人員從12月8日零點起至12月16日24時止，對液氨計量系統(tǒng)進行了全面考核。九日中平均產(chǎn)氨表計193.11t，日平均消耗氨表計(FIQ-103與FIQ-101表計之和)188.30t，日平均氨庫存提庫(上漲)4.82t(193.11－188.30=4.82)，而實際氨庫存9日日平均提庫5.37t(此數(shù)據(jù)是以液氨儲罐液位計高度換算得出。在長期經(jīng)驗積累中，液位計高度換算法基本可靠) 。因氨計量系統(tǒng)是一個閉合系統(tǒng)，而且也沒有辦法用比T型流量計精度(動態(tài)±0.2%)更高的儀表來單獨逐臺檢測流量計的計量準確度。因此，只好采取以上對比方法。相比之下，日平均液氨庫存量表計數(shù)據(jù)比液位計換算得出的數(shù)據(jù)偏小。這說明液氨計量系統(tǒng)中尚存在問題：在液氨產(chǎn)量計量表管路中，設(shè)有一旁路管線，從現(xiàn)場目視可見，旁路稍有內(nèi)漏，內(nèi)漏的液氨沒有經(jīng)過表計量。因此日平均表計庫存量稍小于液位計計算量是可信的。經(jīng)過長達9天的實際考核，考核組成員一致認為，液氨計量系統(tǒng)運行穩(wěn)定，質(zhì)量流量計檢測準確可靠，符合生產(chǎn)實際情況。2011年12月17日，液氨計量以表計數(shù)據(jù)正式列入公司目標成本考核。

至今，液氨計量系統(tǒng)投入運行已近9個月，流量計從未發(fā)生過任何故障。實際上，聯(lián)堿的用氨計量表早在97年5月中旬投運，也是我們*一次使用質(zhì)量流量計。從97年5月中旬投運，到現(xiàn)在已近6年的使用中，計量非常準確，并且沒有發(fā)生過任何故障。因此，在2001年完善液氨計量系統(tǒng)時，質(zhì)量流量計2臺，投運也非常成功。

通過以上實踐表明，選用質(zhì)量流量計進行液氨計量是正確的，系統(tǒng)方案是合理的，可行的。液氨計量系統(tǒng)的投運，結(jié)束了幾十年來，生產(chǎn)液氨產(chǎn)量計量靠液氨儲罐玻璃液位計來計算的歷史，同時，因質(zhì)量流量計的準確計量，化解了各分廠之間因液氨計量靠分攤而引起的矛盾糾紛，也減少了儀表的工作量和維護量，深受公司全體干部和員工的好評。液氨計量系統(tǒng)的完善，提高了公司的科學(xué)管理水平。