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(lái)越廣泛的應用。本文簡(jiǎn)要介紹了流量計在液氨計量中的應用，提出了一種適應現場(chǎng)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)系統由合成分廠(chǎng)，聯(lián)堿分廠(chǎng)，尿素分廠(chǎng)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(chǎng)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)系統中在氨的計量上有一定難度。91年我廠(chǎng)按照化工部推薦的“高位槽配廣東南海儀表廠(chǎng)生產(chǎn)的旋渦流量計液氨計量方案”實(shí)施于合成氨分廠(chǎng)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)常根據液氨的壓力、溫度來(lái)修正脈沖系數F。如不進(jìn)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(shí)間(實(shí)際尿素分廠(chǎng)至99年累積生產(chǎn)時(shí)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(xiàn)性度很差，*后無(wú)法使用而停用。因此，在2001年9月以前生產(chǎn)上氨系統的計量是以耗代產(chǎn)。即以尿素分廠(chǎng)耗氨計量與聯(lián)堿分廠(chǎng)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(chǎng)的產(chǎn)氨量。99年因尿素分廠(chǎng)渦街流量計失效停用，使這種粗曠的計量也無(wú)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的計量進(jìn)行整改，完善氨系統的準確計量。

 

一、儀表選型

要準確計量，計量?jì)x表的選擇很重要。近幾年，隨著(zhù)高科技的飛速發(fā)展，計量?jì)x表的種類(lèi)越來(lái)越多，計量品質(zhì)也越來(lái)越好。其中，質(zhì)量流量計是利用科里奧利力原理來(lái)測量流量。當沒(méi)有液體流過(guò)兩段平行安裝并以一定頻率振動(dòng)著(zhù)的流量管時(shí)，流量管不產(chǎn)生扭振，管兩邊信號檢測器輸出的兩個(gè)檢測信號是同相位的；當有流體流過(guò)流量管時(shí)，流量管在科里奧利力的作用下產(chǎn)生扭振，從而導致管兩邊信號檢測器輸出的兩個(gè)檢測信號存在相位差，這個(gè)相位差(也即時(shí)間差)直接正比于流過(guò)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、導電性、流體狀態(tài)的影響。質(zhì)量流量計所具有的優(yōu)點(diǎn)，非常適合液氨的計量，因此，選擇質(zhì)量流量計來(lái)完善氨系統計量。

*好、*先進(jìn)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(shí)再掌握被測介質(zhì)的特性，并根據安裝的現場(chǎng)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(shí)施

在合成氨分廠(chǎng)產(chǎn)氨計量中，由于液氨產(chǎn)出后，在不同壓力條件下，會(huì )溶解有H2、N2、CH4、Ar等氣體。液氨壓力降到3.0MPa左右進(jìn)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(lái)。同時(shí)因壓力、溫度的變化也會(huì )產(chǎn)生一些氨蒸汽。因此在進(jìn)入液氨儲罐前的流量會(huì )出現氣液兩相混流，有時(shí)氣體會(huì )高過(guò)30%(一般在15%～20%左右)。而在我們深入了解T型流量計的特點(diǎn)時(shí)，知道該流量計在氣液相混流時(shí)，其氣體不能高于5%。為滿(mǎn)足計量表的要求，我們在計量方案設計中，在液氨儲罐之前，增加1個(gè)中繼槽。

增加中繼槽并對中繼槽進(jìn)行了液位(LIC-101)、壓力(PIC-101)自動(dòng)控制的目的是保證液氨在中繼槽中進(jìn)行氣液分離，使進(jìn)入計量表中的液氨含氣量小于5%，滿(mǎn)足流量計使用要求，從中繼槽底部出來(lái)的液氨經(jīng)過(guò)FIQ-102計量后進(jìn)入液氨儲罐，尿素用氨是從液氨大儲罐底部出來(lái)，經(jīng)FIQ-103計量后送尿素分廠(chǎng)，聯(lián)堿分廠(chǎng)用氨是液氨小儲罐底部出來(lái)，經(jīng)FIQ-101計量后送聯(lián)堿分廠(chǎng)。這個(gè)計量方案，使液氨產(chǎn)量與液氨耗量分開(kāi)計量，滿(mǎn)足公司對各分廠(chǎng)進(jìn)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(gè)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(jìn)行了特別的防振處理。并要求液氨必須從中繼槽底部出來(lái)。經(jīng)FIQ-102計量和液位調節閥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(kāi)成液封，使液氨在流量計中達到滿(mǎn)管，使之進(jìn)一步減小管道的振動(dòng)，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(dòng)時(shí)，會(huì )引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，為保證流量計T型管的諧振頻率穩定在80Hz，振幅小于1mm，必須保證驅動(dòng)線(xiàn)圈的電壓頻率穩定，為此，在儀表電源安裝中，增加了1臺交流穩壓器。

 

三、應用結果

液氨計量系統于2011年11月10日1次投運成功。在滿(mǎn)負荷生產(chǎn)條件下，技術(shù)開(kāi)發(fā)部組織相關(guān)人員從12月8日零點(diǎn)起至12月16日24時(shí)止，對液氨計量系統進(jìn)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(shí)際氨庫存9日日平均提庫5.37t(此數據是以液氨儲罐液位計高度換算得出。在長(cháng)期經(jīng)驗積累中，液位計高度換算法基本可靠) 。因氨計量系統是一個(gè)閉合系統，而且也沒(méi)有辦法用比T型流量計精度(動(dòng)態(tài)±0.2%)更高的儀表來(lái)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據比液位計換算得出的數據偏小。這說(shuō)明液氨計量系統中尚存在問(wèn)題：在液氨產(chǎn)量計量表管路中，設有一旁路管線(xiàn)，從現場(chǎng)目視可見(jiàn)，旁路稍有內漏，內漏的液氨沒(méi)有經(jīng)過(guò)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(guò)長(cháng)達9天的實(shí)際考核，考核組成員一致認為，液氨計量系統運行穩定，質(zhì)量流量計檢測準確可靠，符合生產(chǎn)實(shí)際情況。2011年12月17日，液氨計量以表計數據正式列入公司目標成本考核。

至今，液氨計量系統投入運行已近9個(gè)月，流量計從未發(fā)生過(guò)任何故障。實(shí)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，到現在已近6年的使用中，計量非常準確，并且沒(méi)有發(fā)生過(guò)任何故障。因此，在2001年完善液氨計量系統時(shí)，質(zhì)量流量計2臺，投運也非常成功。

通過(guò)以上實(shí)踐表明，選用質(zhì)量流量計進(jìn)行液氨計量是正確的，系統方案是合理的，可行的。液氨計量系統的投運，結束了幾十年來(lái)，生產(chǎn)液氨產(chǎn)量計量靠液氨儲罐玻璃液位計來(lái)計算的歷史，同時(shí)，因質(zhì)量流量計的準確計量，化解了各分廠(chǎng)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。液氨計量系統的完善，提高了公司的科學(xué)管理水平。