摘要：在石油化工生產(chǎn)裝置中，對(duì)流量測(cè)量要求比較高，需要獲得精確的測(cè)量參數(shù)，為石油化工生產(chǎn)過(guò)程提供依據(jù)，因此，科氏力質(zhì)量流量計(jì)在石油化工生產(chǎn)裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹了 U 型管科氏力質(zhì)量流量計(jì)的工作原理、特點(diǎn)、安裝方式、選型注意事項(xiàng)等，以提高生產(chǎn)裝置中科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性。
科氏力質(zhì)量流量計(jì)具有優(yōu)良的性能，測(cè)量參數(shù)多，測(cè)量精度準(zhǔn)，測(cè)量結(jié)果不受流體介質(zhì)的物性影響，是一種智能化程度非常高的自動(dòng)化儀表，是世界上非常先進(jìn)的流體介質(zhì)流量測(cè)量?jī)x表之一。
1 科氏力質(zhì)量流量計(jì)的工作原理
U 型管科氏力質(zhì)量流量計(jì)在石油化工生產(chǎn)裝置中應(yīng)用非常廣泛。科氏力質(zhì)量流量計(jì)是以科里奧利效應(yīng)為工作原理，是一種利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)，從而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科氏力的原理，制作而成的一種直接測(cè)量管道內(nèi)介質(zhì)流量的測(cè)量?jī)x表，科氏力質(zhì)量流量計(jì)主要是由變送器與傳感器兩個(gè)部分組成。主體上的傳感器通過(guò)法蘭與管道連接，用于對(duì)介質(zhì)流量信號(hào)的檢測(cè)；而表頭部分的變送器帶有微處理器功能，主要用于傳感器驅(qū)動(dòng)，以及對(duì)傳感器傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出，非常終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳到控制系統(tǒng)。在科氏力質(zhì)量流量計(jì)的流量管中設(shè)置了溫度電極，用于測(cè)量流體介質(zhì)的溫度。U 型管科氏力質(zhì)量流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如圖 1 所示：
流量計(jì)的測(cè)量管是由兩根平行的 U 型管組成，流體介質(zhì)從 U 型管的一端流入，從 U 型管的另一端流出。電磁激振裝置安裝在 U 形管頂端，而驅(qū)動(dòng)器由yongjiu磁鐵與激振線圈組成，用于驅(qū)動(dòng) U 形管，使 U 形管按固有頻率垂直于管道振動(dòng)。在U 型管的兩個(gè)直管管端處分別設(shè)有一個(gè)檢測(cè)器，檢測(cè)器能夠檢測(cè) U 形管管端的位移情況，并監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器的振動(dòng)情況，檢測(cè)器測(cè)量出兩個(gè) U 形振動(dòng)管之間存在的振動(dòng)時(shí)間差，然后，測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換器，通過(guò)轉(zhuǎn)換器測(cè)出流經(jīng)傳感器的流體介質(zhì)的質(zhì)量流量，達(dá)到流量計(jì)量的目的。
2 科氏力質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)
（1）在石油化工生產(chǎn)裝置中，科氏力質(zhì)量流量計(jì)主要用于直接測(cè)量工藝管道內(nèi)流體介質(zhì)的質(zhì)量流量，以及流體介質(zhì)的密度，并通過(guò)帶有微處理器功能的變送器進(jìn)行遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸。
（2）科氏力質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量精度極高，其計(jì)量精度在 0.2% ～ 0.1%，并具有較好的耐低溫性能。
（3）科氏力質(zhì)量流量計(jì)在石油化工生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用范圍比較廣泛，主要用于測(cè)量工藝管道中流經(jīng)的各種單獨(dú)介質(zhì)的流體、各種漿液、非牛頓流體、有足夠密度的中高壓氣體、高黏度流體、含有微量氣體的液體、懸浮液等，能夠充分滿足石油化工生產(chǎn)裝置對(duì)質(zhì)量流量的計(jì)量要求。但是，不能用于測(cè)量管道中流經(jīng)的密度太低的低壓氣體等流體介質(zhì)，當(dāng)工藝管道中流體介質(zhì)中含有氣體時(shí)，在含氣量超過(guò)某一值時(shí)，會(huì)明顯地影響科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量值，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，因此，科氏力質(zhì)量流量計(jì)不能用于氣液二相流的測(cè)量。
（4）在石油化工生產(chǎn)裝置中，應(yīng)用的科氏力質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于安裝要求低，因?yàn)榭剖狭|(zhì)量流量計(jì)對(duì)應(yīng)對(duì)迎流流速分布不敏感，所以，該儀表對(duì)上下游直管段的要求不高。
（5）科氏力質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管的振動(dòng)幅度比較小，由于其通過(guò)法蘭螺栓與工藝管道直接連接，可為非活動(dòng)部件，在流量計(jì)管道內(nèi)部測(cè)量管路內(nèi)沒(méi)有可動(dòng)部件與阻礙件，在生產(chǎn)裝置中，科氏力質(zhì)量流量計(jì)具有運(yùn)行可靠、操作方便、維修率低、便于維護(hù)的特點(diǎn)。
3 科氏力質(zhì)量流量計(jì)的安裝要求
3.1 水平安裝要求
科氏力質(zhì)量流量計(jì)正確的安裝方式要根據(jù)石油化工生產(chǎn)裝置工藝管道內(nèi)流體介質(zhì)的特性進(jìn)行選擇，避免工藝管道流經(jīng)介質(zhì)中的固體顆粒或氣泡在彎曲的測(cè)量管中聚集，因此，要根據(jù)流體介質(zhì)情況采用變送器的外殼豎直向上安裝或豎直向下安裝。當(dāng)測(cè)量液體時(shí)，變送器外殼主體朝下，如圖 2 水平管道上變送器外殼主體朝下安裝圖所示；當(dāng)測(cè)量含有固體的漿液時(shí)，變送器外殼主體朝上，如圖 3 水平管道上變送器外殼主體朝上安裝圖所示。但是，科氏力質(zhì)量流量計(jì)的傳感器不能直接懸空安裝在工藝管道上，在質(zhì)量流量計(jì)兩端要使用支架進(jìn)行固定，以避免該儀表設(shè)備在連接處產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，造成科氏力質(zhì)量流量計(jì)設(shè)備本體開(kāi)裂損壞。
3.2 垂直安裝要求
在石油化工生產(chǎn)裝置中，在某些位置，由于工藝管道的分布要求，安裝方式要采用豎直旗式安裝，如圖 4 垂直管道上變送器主體旗式安裝圖所示。采用豎直旗式安裝方式要保證工藝管道中的流體介質(zhì)要自下而上流過(guò)科氏力質(zhì)量流量計(jì)，這樣可以使流體介質(zhì)中夾帶的固體顆粒下沉，其中含有的氣體經(jīng)測(cè)量管上升，避免發(fā)生堵塞故障，這種豎直旗式安裝方式可以使測(cè)量管內(nèi)流體介質(zhì)全部排空，使科氏力質(zhì)量流量計(jì)在測(cè)量過(guò)程中不受固體結(jié)垢的影響。
4 科氏力質(zhì)量流量計(jì)的選型注意事項(xiàng)
選擇科氏力質(zhì)量流量計(jì)的首選要素是性能和可靠性。根據(jù)石油化工生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)和生產(chǎn)裝置實(shí)際情況，在節(jié)約成本和滿足生產(chǎn)需求兩方面進(jìn)行綜合考慮，優(yōu)選合適的型號(hào)、口徑、材質(zhì)、操作溫度、壓力等級(jí)和安裝方式的科氏力質(zhì)量流
量計(jì)，主要需要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮。
（1）對(duì)流體介質(zhì)測(cè)量精度的要求，涉及測(cè)量精度的方面主要包括流體介質(zhì)的狀態(tài)、需要滿足的非常小流量和非常大流量、量程利用率等。
（2）對(duì)于安全的要求，要根據(jù)生產(chǎn)裝置實(shí)際情況，可以選擇非防爆型和防爆型。
（3）對(duì)材質(zhì)的要求，主要考慮生產(chǎn)裝置中的工作環(huán)境、流體介質(zhì)的腐蝕性和屬性（包括濃度、溫度、雜質(zhì)多少），根據(jù)腐蝕特性選擇相對(duì)應(yīng)的抗腐蝕材質(zhì)，保障選擇的質(zhì)量流量計(jì)本體具有抗腐蝕性能，以延長(zhǎng)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的使用壽命。
（4）對(duì)口徑的要求，每個(gè)型號(hào)的流量計(jì)特定口徑都有相對(duì)應(yīng)的流量量程，生產(chǎn)裝置中使用的流量計(jì)在滿足對(duì)流體介質(zhì)流量測(cè)量的同時(shí)，還要考慮流體介質(zhì)的粘度對(duì)測(cè)量精度的影響，因?yàn)轲ざ葧?huì)影響壓損。
（5）對(duì)工作壓力和操作溫度的要求，這兩個(gè)技術(shù)參數(shù)影響科氏力質(zhì)量流量計(jì)能否正常使用，以及設(shè)備是否能保障生產(chǎn)安全。
（6）對(duì)于流量范圍的要求，需要從生產(chǎn)要求、縮徑、壓損、成本等因素進(jìn)行綜合考慮，選擇非常合適安裝于生產(chǎn)裝置的口徑。
（7）對(duì)于壓損的要求，在對(duì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行選型時(shí)，要壓損是否被整個(gè)生產(chǎn)工藝流程所允許，這就需要在壓損和精度二者之間取得平衡，選擇出非常合適本生產(chǎn)裝置的口徑。
5 結(jié)語(yǔ)
在石油化工生產(chǎn)裝置中，為了更好地使用科氏力質(zhì)量流量計(jì)，需要我們技術(shù)人員對(duì)流體介質(zhì)的物理特性、化學(xué)特性、工況條件、技術(shù)參數(shù)、儀表本身等要有全方面地了解，才能使科氏力質(zhì)量流量計(jì)在生產(chǎn)裝置中更好地發(fā)揮流量計(jì)量的作用。
