質量流（liú）量計產生誤差（chà）的原因（yīn）分析與調整
科（kē）裏奧利質量流（liú）量計是一種在石油（yóu）化工領域中得到廣泛應用的質量流量計，具有計量準確度高、運行溫度可靠的特點，在行業內得到了普遍認可（kě）。某公司鐵路裝車棧台共有200台質量流量計，計量精度為0.15級，擔負著成品油、苯係物、液化氣等產品裝車過程中的計量工作。2013年（nián）起，該公司生產的汽（qì）油、柴油、煤油三大品種逐步采用裝車（chē）棧台質量流量計的計量結果作為貿易結算依據供給用戶，質量流量計的貿易結算避免了從（cóng）裝車過程到過軌道計量衡期間的油品揮發損耗，提高了公司（sī）的計量經濟（jì）效益。
科裏奧利質（zhì）量流量計
科（kē）裏奧利質（zhì）量流量計也叫科氏力流量計（下同），是一種直接式質量流量計，可直接反映流體（tǐ）介質的質量流量值。它的工作原理是指管線內（nèi）某一點位的流體物質按一定速度運動時（shí），當其運（yùn）動方（fāng）向改變後，此點位的流體物質仍有保持原有運（yùn）動方向的趨勢，並產生一個力，這個力的大小根據物理定律與該流體物（wù）質的質量（liàng）有正比（bǐ）關係（xì）。質量（liàng）流量（liàng）是一種*理想、*準（zhǔn）確表示物質的量的（de）方法，過程控製大部分以質量為基準，可測導電或非導電、非牛頓流體，如漿液（yè）等。讓測量管在一定範圍內高速往複振動即可改變內部介質運行方向，同時經測量同樣可產（chǎn）生科裏奧利力，因而可通過測量克裏（lǐ）奧利力對測量管作用後所產生的微型形變而測（cè）量流過介質的質量。
科裏奧利質量（liàng）流量計一般由振動（dòng）管、轉換器和顯（xiǎn）示器組成（chéng）。振動管是流（liú）量計的測量管道，是流量計的核心組成部分，是一種非常敏感（gǎn）的元器件（jiàn）。它的形狀主要有Ｕ形（xíng）、直管形。測量管數量（liàng）大多是單管式（shì）和雙管式，雖然形狀各異、數（shù）量不同，但測量的基本原理（lǐ）相同。在石油化工行業的裝車棧台大多采用Ｕ形管質量（liàng）流量計作為貿易結（jié）算依據。Ｕ形管質量流量計見圖１。
Ｕ形管的兩個開口端固定，介質流體由此入口流入（rù）和出口流出。Ｕ形管頂端裝有電磁激振裝置，用於驅（qū）動Ｕ形管，使其垂直於Ｕ形管所在平麵的方向，以Ｏ－Ｏ為（wéi）軸按固有頻率振動。Ｕ形管的振動迫使管中介質流（liú）體在沿管道（dào）流動的（de）同時（shí）又隨管道作垂直運動；此時介質流體將受到科（kē）氏力的作用，同（tóng）時以反作用力作用於Ｕ形管（guǎn）。由於介質流體在Ｕ形管兩側的流動方向（xiàng）相（xiàng）反，所以（yǐ）作用於Ｕ形管兩側的科（kē）氏力大小相等，方向相反；從而使Ｕ形管受到一個力矩的作用（yòng），管端繞Ｒ－Ｒ軸扭轉而產生（shēng）扭轉變形，該變形量的大小與通過流量計的質量流量（liàng）確定。因此，測得這個變形量，即可測得管內流體的質量流量。科裏奧利質量流量計的計算公式（shì）可用下式表示。
式中：ＦＣ為標定常數，意為每產生１μｓ相差（chà）所對應的流量；△ｔ為相位差；Ｋｎ為傳感器在流量為零時的相差（chà）；ＦＴＣ為常數，即溫度變化１００℃時由於流（liú）量管剛性變化而引起的流量百分比誤差；ＴＤ為測量管的實測溫（wēn）度。
誤差原因
影響（xiǎng）質量流量計計量精度（dù）的（de）因素主（zhǔ）要有：零點、斜率、溫度、含氣、堵塞、掛壁、機械振動和電磁（cí）幹擾（rǎo）等（děng）。
2.1 零點影響
2.1.1 零點漂移
振動管（guǎn）是質量流量計（jì）的檢測（cè）單元，大多都采用雙管式的（de）構造。振（zhèn）動管在（zài）驅動單元（yuán）的作用下，振動管兩管發（fā）生振動。由於兩（liǎng）管在（zài）製造加工工序過（guò）程中存在的（de）些微差異（如焊接或螺釘連接等），以及振動管本身存在的結構剛度、雙管諧振頻率的不一致和材料（liào）的內衰減等因素（sù），造成（chéng）了振動管（guǎn）機械振動的不對稱。所（suǒ）以當介質流體的物理指標，如流量和黏度等發生變化時，管體結構（gòu）的不平衡便會造成流量計的零位產生漂移（yí）。
受室（shì）外環境溫度影響，測量管和測量元件會產生熱脹冷縮（suō）現象，造成流量傳輸異常。同時，流量計在安裝過程中由於（yú）人為安裝所帶來（lái）的安（ān）裝應力等因素變化也會導致即使測量管內的液體是靜止狀（zhuàng）態，也能帶來不確定的相位差，造成零點漂移。
2.1.2 儀表故障
①輸（shū）入同（tóng）一路信號，查看變送器零位是否正常。如（rú）果變送器零位不（bú）正常，則可能由於變送器本身問題或者電磁幹擾等引起。②從驅動反饋（kuì）電壓入手，如兩路反饋差值大（dà），在確保電纜連接無誤的情況下，基本上可以確認傳感器存在故（gù）障。
2.1.3 工藝問題
①質量（liàng）流量計需要滿管計量（liàng），在流量管未充滿或介質出現兩相流時會導致（zhì）流量和密度測量（liàng）值波動較大（dà），流量計會（huì）給出報（bào）警信息，此時（shí）帶來的（de）測量誤差無規（guī）律。②質量流量計運行（háng）工況與設計工況偏差較大。由於工藝負荷變化帶來（lái）操作流量過大或過小，背壓不（bú）足、介質汽化等問題（tí）。
2.2 斜率
每（měi）一台流量計傳感器的斜率都是固定的，是直（zhí）接和流（liú）量相關的參數，是需要單獨標定的因數。現場更換（huàn）變（biàn）送器或者配對錯誤，都會（huì）引起計量誤（wù）差。斜率被更改，有的甚至改為０，這樣肯定會引起流量誤差大或沒有流量（liàng）。
2.3 工藝溫度
工藝溫度的變化會引起敏感管剛度的變化，改變傳（chuán）感器、變送（sòng）器的工作狀態（tài）。２０２１年冬季，某裝車台１台Ｐ８０流量（liàng）計出現流量波動大，經檢查是氣（qì）溫低造成變送器啟震線鬆（sōng），緊固後恢複正常。
2.4 含氣
工藝管線（xiàn）含氣主要影響敏（mǐn）感管的質量分布，擾亂了敏感管正常的工作狀（zhuàng）態，從而使計量出現偏差。
①參考密度值。如果密度明顯偏（piān）低，含（hán）氣可能性比較大，密度明顯偏高，變送器接線鬆的可能性比較大。②了解工藝介質。夏季，石腦油、汽油裝車時，由於介質組分輕，加上閥門、法蘭處（chù）可能有泄漏現象，使管線內夾（jiá）帶有氣體，個別鶴位裝車閥打開後還沒有開泵，就（jiù）出現１～２ｔ／ｈ小（xiǎo）流量，如果不（bú）及（jí）時清除，會造（zào）成流量計走虛量（liàng），使實際槽車裝（zhuāng）車量欠量。
2.5 超量（liàng）程範圍
①以汽油裝車計量（liàng）為例，棧台單（dān）鶴（hè）位管徑ＤＮ１００，瞬時流量達到（dào）１５０ｔ／ｈ及（jí）以上時，根據密度計算其流（liú）速超過７ｍ／ｓ，明顯偏（piān）高，造成流量計計量精度和重複性都不（bú）好。②石化企業（yè）鐵（tiě）路裝車（chē）棧台，裝車鶴位打開數量太多或鶴管下不到底及產生虛量、小流量時，*低流量僅為３～４ｔ／ｈ，明顯超出其測（cè）量範圍，所以造成（chéng）計量誤差。
對策
3.1 正確零點校準（zhǔn）
①零點校準是流量（liàng）計一種重要的（de）常（cháng）規操作。一般分為*次安裝時的零（líng）點校準和流量計檢（jiǎn）維修零點校準。新（xīn）的流量計*一次安裝後以及流量計傳感器在出現維修、移（yí）動和被拆卸後，都要進行重零點（diǎn）標（biāo）定（dìng）以保證流量計數據可靠。流量計的零點校（xiào）準一（yī）般都要（yào）在流量計穩定運行至少３０ｍｉｎ，以便流量計內戒指溫度保持（chí）在一（yī）個穩定狀態（tài）（正常（cháng）溫度±１０℃）。流量計的零點標定要求整個（gè）標定期間傳（chuán）感（gǎn）器管束內充滿靜止態介質流體。零點校準過程中出（chū）現（xiàn）的介質溫度細微變（biàn）化和管內有微小流（liú）量或者有少量非（fēi）同相（xiàng）介質，都將影響零點（diǎn）校準（zhǔn）結果（guǒ），從（cóng）而影響測量精（jīng）度。②零點校準時，要保證流量計處於運（yùn）行壓力和溫度下，且待（dài）測介質不流動。③記（jì）錄流量計零點值、工作條件及環境條件參數。④每次零點檢（jiǎn）查應測量３次零點（diǎn）值。
3.2 加強日常維護
①維護人員經（jīng）常檢查記錄變送器顯示各個數據：質流（liú）、溫度、密度、零點和均流等，溫（wēn）度（dù）和密度需要介質真實一致（zhì），零點和均流在介質不流動時應基本（běn）一致。②對在用流量計經常檢查，主要檢查傳（chuán）感器、變送器線路是否虛接、鬆動，及時緊固。③仿真４～２０ｍＡ信號，確認現（xiàn）場流量計（jì）顯示與ＤＣＳ係統顯（xiǎn）示是否一致。④對於新投用或者校驗後的質量流量計，要檢查傳感器和變送器配對情況。⑤檢查斜率，檢（jiǎn）查表內斜率（lǜ）和銘*斜率（lǜ）是否一致。⑥查看修正因子（zǐ）。曾經有一台測石腦油的質量（liàng）流量計，計量相差２０％，*後檢查修正因（yīn）子為（wéi）其他介質的修正因子。後期查證為人員誤操作造成。⑦用（yòng）設（shè）定溫度校正係數的方法來解決對傳感管材質剛度的影響。一般質量流（liú）量計在出廠時，都（dōu）給了溫度補（bǔ）償係數，有些（xiē）是在配套（tào）的表中設好的。溫度（dù）升高（gāo），測量管材質剛性降低，振幅（fú）增大，相位差增（zēng）大，修正向負向修正。*新溫度補償為４．２５，表示溫度（dù）每上升１００℃對流量影響的百分比。建議現場如果溫度較高的儀表出現誤差時，需要考慮更改為４．２５，但要將斜率根據溫度補償係數做相應更改。
3.3 優化（huà）工（gōng）藝操作
①裝車作業從（cóng）工（gōng）藝管線（xiàn）末端開始，輸油泵開泵後，介質先流向（xiàng）管（guǎn）線末端，消除管線內氣泡，保證工藝管（guǎn）線充滿（mǎn）液體介質。②根據流量計投用數量控製好總流量、單車瞬時量。以汽油裝車為（wéi）例（lì），一台輸油泵流量為３００ｔ／ｈ，質量流量計投用５台為宜，如果（guǒ）開兩台泵，輸油泵流量達到（dào）約５００ｔ／ｈ，質量流量計投用８～１０台為宜，保持（chí）單鶴位流量計工作流量在（zài）５０～７０ｔ／ｈ，流速控製在２～３ｍ／ｓ。
結論
為實現進一步（bù）精確計量（liàng），質量流量計貿易結（jié）算已經成為目前煉化企業的主要計量（liàng）趨勢，並且在實際生產中發揮著越來越（yuè）大的作用。企業用（yòng）戶應根據計量介（jiè）質、工況等選擇合適的質量流量計。從（cóng）近幾年現場（chǎng）質量流量計的應用情況來（lái）看，該公司（sī）火車裝車用質量流量（liàng）計主（zhǔ）要問題集（jí）中在零點漂移、冬夏季室外溫度（dù）影響以及顯（xiǎn）示板故障三個方麵（miàn），故障的（de）產（chǎn）生都是有其原因的，使用單位及維護人員隻要明確質量流（liú）量計的工作原理、結構及運行所需條件，從現象到原因產生，逐步（bù）進行排查，總能找到（dào）故障點，從而順利解決現場的疑難問題。
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