液氨流量計使用案例

摘要：質量流量計以其優越的產品性能在化工行業中得到了越來越廣泛的應用。本文簡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的計量方案，保證了質量流量計的準確計量，提高了公司的科學管理水平。

 

我公司生產系統由合成分廠，聯堿分廠，尿素分廠組成。生產尿素、純堿、氯化氨產品所消耗的液氨由氨分廠產出供給。由于液氨的密度受壓力、溫度影響的變化很大，因此在生產系統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的旋渦流量計液氨計量方案”實施于合成氨分廠的液氨產量計量，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，因此要經常根據液氨的壓力、溫度來修正脈沖系數F。如不進行修正，計量誤差很大。從94年尿素投產到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年累積生產時間也只有3年左右)就返回德國維修一次，而且經多次檢定，線性度很差，*后無法使用而停用。因此，在2001年9月以前生產上氨系統的計量是以耗代產。即以尿素分廠耗氨計量與聯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的計量進行整改，完善氨系統的準確計量。

 

一、儀表選型

要準確計量，計量儀表的選擇很重要。近幾年，隨著高科技的飛速發展，計量儀表的種類越來越多，計量品質也越來越好。其中，質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生扭振，從而導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型流量管的質量流量。因此尼蒙特T型質量流量計對流體質量計量不受流體密度、溫度、壓力、粘度、導電性、流體狀態的影響。質量流量計所具有的優點，非常適合液氨的計量，因此，選擇質量流量計來完善氨系統計量。

*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的特性，并根據安裝的現場情況，做出有效的計量控制方案，是計量成功的關鍵。

 

二、技術方案的實施

在合成氨分廠產氨計量中，由于液氨產出后，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、溫度的變化也會產生一些氨蒸汽。因此在進入液氨儲罐前的流量會出現氣液兩相混流，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FIQ-103計量后送尿素分廠，聯堿分廠用氨是液氨小儲罐底部出來，經FIQ-101計量后送聯堿分廠。這個計量方案，使液氨產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機、大型壓縮機的包圍圈中，大電機啟動時，會引起電網電壓的波動，為保證流量計T型管的諧振頻率穩定在80Hz，振幅小于1mm，必須保證驅動線圈的電壓頻率穩定，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。在滿負荷生產條件下，技術開發部組織相關人員從12月8日零點起至12月16日24時止，對液氨計量系統進行了全面考核。九日中平均產氨表計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(此數據是以液氨儲罐液位計高度換算得出。在長期經驗積累中，液位計高度換算法基本可靠) 。因氨計量系統是一個閉合系統，而且也沒有辦法用比T型流量計精度(動態±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據比液位計換算得出的數據偏小。這說明液氨計量系統中尚存在問題：在液氨產量計量表管路中，設有一旁路管線，從現場目視可見，旁路稍有內漏，內漏的液氨沒有經過表計量。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，液氨計量系統運行穩定，質量流量計檢測準確可靠，符合生產實際情況。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個月，流量計從未發生過任何故障。實際上，聯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，并且沒有發生過任何故障。因此，在2001年完善液氨計量系統時，質量流量計2臺，投運也非常成功。

通過以上實踐表明，選用質量流量計進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，生產液氨產量計量靠液氨儲罐玻璃液位計來計算的歷史，同時，因質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。液氨計量系統的完善，提高了公司的科學管理水平。