华恒仪表

　　摘要：本文通过对石油液化气流量计量存在的问题进行原因分析，找到了主要影响因素。对涡街流量计的缺点进行了剖析，介绍了楔形流量计的工作原理、结构特点以及适宜石油液化气流量计量的特性。
　　1、概述
　　中车株洲车辆有限公司备料车间板材预处理线采用石油液化气进行加热以达到预处理的温度要求，在气温较低的情况下，流量计计量结果经常出现异常，在未用气的情况下，有时瞬时流量达到３８ｍ３／ｈ，在正常用气情况下流量也存在偏高现象，造成石油液化气流量计计量结果失准，给公司带来较大的经济损失。
　　２、现状
　　备料车间石油液化气２０１６年１月用气１２．５９２５ｔ，２～３月用气１０．２２５ｔ。备料车间认为２０１６年１～３月份公司只安排国铁打磨车、香港平车及ＮＸ７０Ａ试制平车在生产，总共交车１３辆份，车间需要使用石油液化气进行预处理的两条生产线处于半停工状态，对此用量存在异议。通过对备料车间石油液化气流量计量情况进行调查、跟踪、分析，我们发现石油液化气流量计在下班后无使用的情况下有瞬时流量显示，有时达到３８ｍ３／ｈ，此种情况时常发生［１］。
　　３、原因分析
　　经过长时间的跟踪调查和多次的讨论分析，我们认为造成流量计读数偏高的原因很多，主要从管道泄漏、生产环节和流量计三个方面进行查找分析。
　　３．１管道泄漏
　　石油液化气作为易燃易爆气体，添加了Ｈ２Ｓ等有特殊气味的气体，一旦泄漏，车间内部或外部附近将充满浓烈的臭味，且有可能产生严重的安全事故。经过对备料车间液化石油气管道、阀门、流量计连接处进行多次检查，未发现管道泄漏现象，因此发生泄漏导致备料车间石油液化气用量偏高的情况不存在［２］。
　　３．２生产环节
　　我们对历年来备料车间石油液化气用量进行统计分析，统计了２０１４～２０１６年１～９月备料车间钢材的领料量、石油液化气用量及每吨钢材石油液化气耗量，统计结果显示，每年５～９月份气温高，每吨钢材石油液化气耗量都在１ｋｇ／ｔ以下，１季度气温低，每吨钢材石油液化气耗量在４ｋｇ／ｔ以上，两者差别很大，尤其是２０１６年１月每吨钢材石油液化气耗量高达９２．５９２ｋｇ／ｔ。究其原因，组装车间３月份试制及小批量新制车型多，２月份公司放假，备料车间基本是在１月份进行下料生产，虽然预处理线无上班记录，无法查实具体上班天数和运行时间，但从领料记录能看出，板材有１３ｄ领料记录，型材有９ｄ领料记录，因此１月的用气量高与气温低、产量少、使用频次多有关，但根据理论计算和经验，每次预热时间只需１５～３０ｍｉｎ，由此增加的用气量有限，所以使用频次多不是主要原因，应是流量计计量异常。
　　３．３流量计
　　备料车间石油液化气是采用法兰式涡街流量计进行计量，涡街流量计是根据液体中插入物体所产生的旋涡个数与流速成比例的原理制成的。法兰式涡街流量计结构简单，体积小，不容易损坏，精度高，但缺点是不能测量小流量（流速小于４ｍ／ｓ），而且对温度、噪声、振动等环境因素及介质纯度非常敏感，计量准确度存在局限性［３］。
　　３．３．１温度的影响
　　１２月及１～３月是湖南地区全年非常低温度季节，石油液化气管道输送压力在０．０８～０．１ＭＰａ，虽然对管道进行了保温，但还有部分裸露状态的设施设备（如阀门、流量计和部分未进行保温或保温层损坏的管道等），在不使用状态下，由于长期低温情况会导致石油液化气二次液化，液化后的液体在管道中产生自流现象，液态石油液化气流经流量计，使传感器探头产生振动，因而出现无使用情况下流量计有流量显示的情况。同时备料车间流量计安装在立管处，使探头上有凝聚液珠产生自滴，这也会引发上述情况。
　　３．３．２周围环境产生的噪声和振动的影响
　　备料车间石油液化气流量计附近有一台４０００ｔ大型水压机，其工作时使管道产生振动，导致周围环境的噪音较大。由于涡街流量计本身的结构特点，其对振动和噪声抗干扰能力差，因此振动和噪声也会造成流量计无使用情况下有流量显示的现象。我们采用示波器在不同时间对流量计进行监测，发现如果流量计阀门处于开启状态保持不变且无干扰的情况下，流量计的瞬时流量是相对恒定的，其输出波形应是一组相同间隔的方波或脉冲波，如果存在振动、噪音或探头上有凝聚液珠，则流量计输出的是一组间隔不一或形状不规则的波形。通过对检测波形的分析，石油液化气的二次液化致使备料车间流量计计量的气体实际为气液二相混合物，特别是在不使用时，液体沾着于流量计探头上以及周围环境的振动和噪声的干扰，使流量计计量不准或失常，是造成备料车间石油液化气在冷季未用气的情况下，有瞬时流量显示，有时达到３８ｍ３／ｈ，在正常用气情况下流量也存在偏高现象的主要原因。
　　３．３．３流量计改造
　　为了改变这一现状，保证计量结果的准确可靠，我们对市场上生产的流量计进行了分析比较，我们认为楔形流量计比较适宜用于石油液化气的流量计量。楔形流量计的工作原理是在管道中嵌入一个三角体楔形节流件，其阻碍介质的正常流动，并在楔形节流件的上下游产生与体积流量的平方成正比的差压，通过测量此差压值，计算出管道中的体积流量。由于采用独特的三角体式节流件，它能疏导流体远离节流件尾部边缘，流体不会磨损节流件边缘，节流尺寸长期不变，无可动部件和易损件，从而保证仪表长期测量的稳定性。三角体顶角朝下，无积垢死角，两侧是成４５度角的光滑斜圆面，如图１所示，有利于流体顺利通过，同时流体经过楔形孔板时，流速加快，高速流体直接冲刷节流件和管道内壁，产生自吹扫功能，因此不会出现流体滞留、黏附和沉淀情况，并配装了非常先进的美国罗斯蒙特差压变送器和自带温度补偿，使其测量范围宽、精度高（液体流量测量精度可达０．５级，气体流量测量精度可达１．０级）、抗干扰能力强。因楔形流量计采用差压的原理，石油液化气的二次液化现象不可能在楔形孔板两端产生差压，也就不会造成流量计计数偏高的现象。即使有液体沾着于三角体式节流件上或产生自滴，由于没有差压，楔形流量计也不会出现瞬时流量显示的现象。楔形流量计的结构特点、测量原理及先进的差压变送器和自带温度补偿功能，极大的提高了楔形流量计的抗干扰能力，适宜用于恶劣环境的流量计量，能很好地解决我公司备料车间石油液化气的流量计量问题。
　　４实施效果
　　通过对改造后流量计计量结果的跟踪，部分跟踪数据见表１，同时记录预处理线的实际运行时间，按理论计算，单条预处理线开大火时石油液化气用量（６～９）ｍ３／ｈ，备料车间预处理烘干需要预热至７０℃才能达到烘干效果，每次预热时间为１５～３０ｍｉｎ，当温度达到生产要求时开小火，石油液化气用量（３～５）ｍ３／ｈ，由于开大火时间相对较短，所以平均用量是（３～５）ｍ３／ｈ。在预处理线正常运行时用气量基本在（３～５）ｍ３／ｈ，流量计的计数与理论计算值是相符的，在未用气的情况下，楔形流量计的瞬时流量为零，累积数据也未发生变化，这证明了楔形流量计比较适宜用于石油液化气的流量计量，很好的解决了因石油液化气的二次液化，致使液体沾着于流量计探头上以及周围环境的振动和噪音的干扰造成流量计计量的失准，保证了石油液化气流量计计量结果的准确可靠。
　　我们对２０１４～２０１７年一季度备料车间石油液化气的用量进行了统计，统计结果显示２０１７年备料车间石油液化气用量４．６１８ｔ，２０１４～２０１６年年平均用量２４．０１３ｔ，改造后的用量比前三年年平均用量减少近２０ｔ，节约资金近１０万元，效果非常明显。５结束语本文只对特定环境和状态进行了分析，存在一定的局限性，仅供同仁参考，不当之处请批评指正。