质量流量计在液氨计量中的应用
某公司生产系统由合成分厂,联碱分厂,尿素分厂组成。生产尿素、纯碱、氯化氨产品所消耗的液氨由氨分厂产出供给。由于液氨的密度受压力、温度影响的变化很大,因此在生产系统中在氨的计量上有一定难度。其间按照化工部推荐旋涡流量计，液氨计量方案”实施于合成氨分厂的液氨产量计量,但未取得成功。尿素分耗氨计量选用德国原装涡街流量计。由于涡街流量计是体积流量计量,因此要经常根据液氨的压力、温度来修正脉冲系数F。如不进行修正,计量误差很大，而且经多次检定,线性度很差,最后无法使用而停用。涡街流量计失效停用使这种粗旷的计量也无法维持下去,严重影响了公司目标成本考核管理。因此,公司下决心对氨系统的计量进行整改,完善氨系统的准确计量。
一、仪表选型
要准确计量,计量仪表的选择很重要。随着高科技的飞速发展,计量仪表的种类越来越多,计量品质也越来越好。其中,质量流量计是利用科里奧利力原理来测量流量。当没有液体流过两段平行安装并以一定频率振动着的流量管时,流量管不产生扭振,管两边信号检测器输出的两个检测信号是同相位的;当有流体流过流量管时,流量管在科里奥利力的作用下产生扭振,从而导致管两边信号检测器输出的两个检测信号存在相位差,这个相位差(也即时间差)直接正比于流过τ型流量管的质量流量。因此尼蒙特τ型质量流量计对流体质量计量不受流体密度、温度压力、粘度、导电性、流体状态的影响。质量流量计所具有的优点,非常适合液氨的计量,因此，选择质量流量计来完善氨系统计量。
ZUI好、ZUI先进的仪表,都必然有它的特性和使用条件。必须充分了解仪表的特性和使用条件,同再掌握被测介质的特性,并根据安装的现场情况,做出有效的计量控制方案,是计量成功的关
二、技术方案的实施
在合成氨分厂产氨计量中,由于液氨产出后,在不同压力条件下,会溶解有H2、N2、CH4Ar等气体。液氨压力降到3.0MRa左右进入液氨储罐,在压力降低后,H2、N2、CH4、Ar等气体就从液氨中释放出来。同时因压力、温度的变化也会产生一些氨蒸汽。因此在进入液氨储罐前的流量会出现气液两相混流,有时气体会高过30%(一般在15%~20%左右)。而在我们深入了解τ型流量计的特点时,知道该流量计在气液相混流时,其气体不能高于5%。为满足计量表的要求,我们在计量方案设计中,在液氨储罐之前,增加1个中继槽。增加中继槽并对中继槽进行了液位(凵C-101)、(PC-101)自动控制的目的是保证液氨在中继槽中进行气液分离,使进入计量表中的液氨含气量小于5%,满足流量计使用要求,从中继槽底部出来的液氨经过FQ-102计量后进入液氨储罐,尿素用氨是从液氨大储罐底部出来,经质量流量计计量后送尿素分厂,联碱分厂用氨是液氨小储罐底部出来,经日Q-101计量后送联碱分厂。这个计量方案,使液氨产量与液氨耗量分开计量,满足公司对各分厂进行的目标成本考核管理。
在施工中,考虑到质量流量计传感器输出的是一个谐振频率信号。因此在安装中,对质量流量计两端的直管道进行了特别的防振处理。并要求液氨必须从中继槽底部出来。经FQ-102计量和液位调节阀L∨-101后的管道必须提高到一定高度,目的是对质量流量计开成液封,使液氨在流量计中达到满管,使之进一步减小管道的振动,从而保证其计量精度。由于流量计安装位置正处于循环机、大型压缩机的包围圈中,大电机启动时,会引起电网电压的波动,为保证流量计T型管的谐振频率稳定在80Hz,振幅小于1mm,必须保证驱动线圈的电压频率稳定,为此,在仪表电源安装中,增加了1台交流稳压器。
三、应用结果
质量流量计液氨计量系统于2001年11月10日1次投运成功。在满负荷生产条件下,技术开发部组织相关人员从12月8日零点起至12月16日24时止,对液氨计量系统进行了全面考核。九日中平均产氨表计193.11t,日平均消耗氨表计(F1Q-103与日Q-101表计之和)188.30t,日平均氨库存提库上涨)4.82t(193.11-188.30=4.82),而实际氨库存9日日平均提库5.37t(此数据是以液氨储罐液位计高度换算得岀。在长期经验积累中,液位计高度换算法基本可靠)。因氨计量系统是一个闭合系统,而且也没有办法用比T型流量计精度(动态±0.2%)更高的仪表来单独逐台检测流量计的计量准确度。因此,只好采取以上对比方法。相比之下,日平均液氨库存量表计数据比液位计换算得出的数据偏小。这说明液氨计量系统中尚存在问题:在液氨产量计量表管路中,设有一旁路管线,从现场目视可见,旁路稍有内漏,内漏的液氨没有经过表计量。因此日平均表计库存量稍小于液位计计算量是可信的。经过长达9天的实际考核,考核组成员致认为,液氨计量系统运行稳定,质量流量计检测准确可靠,符合生产实际情况。2001年12月17日,液氨计量以表计数据正式列入公司目标成本考核。
至今,液氨计量系统投入运行已近9个月,流量计从未发生过任何故障。实际上,联碱的用氨计量表早在97年5月中旬投运,也是我们首次使用质量流量计。从97年5月中句投运,到现在已近6年的使用中,计量非常准确,并且没有发生过任何故障。因此,在2001年完善液氨计量系统时,质量流量计2台,投运也非常成功
通过以上实践表明,选用质量流量计进行液氨计量是正确的,系统方案是合理的,可行的。液氨计量系统的投运,结束了几十年来,生产液氨产量计量靠液氨储罐玻璃液位计来计算的历史,同时,因质量流量计的准确计量,化解了各分厂之间因液氨计量靠分摊而引起的矛盾纠纷,也减少了仪表的工作量和维护量,深受公司全体干部和员工的好评。液氨计量系统的完善,提高了公司的科学管理水平。