《某磷肥行业蒸汽流量计排故案例》补遗

据介绍，除了在《某磷肥行业蒸汽流量计排故案例》中介绍的那个案例之外，还有二个案例也挺有意思、能让人开窍的。

案例1

云南某焦化厂，采用焦炉煤气制甲醇工艺，在甲醇装置合成塔废热锅炉上，所产蒸汽流量测量选用多孔孔板流量计，节流装置与变送器一体式安装，变送器选用MMF多参数变送器。量程40000kg/h，最大差压值为40kPa，蒸汽温度检测用的Pt100 热电阻信号接入MMF多参数变送器，同步测量温度、压力和流量并实时进行温度补偿。2024年5月20日装置开车，但实测差压值40.193kPa，流量计超量程，报错误 3（即：饱和蒸汽温度压力不匹配）。检查整套流量计安装方式正确，零点标定正确，变送器参数设置正确。但观察到参数显示压力 1008kPa、温度示404.1℃，这些测量值明显是过热蒸汽的条件，与正常运行的饱和蒸汽不一致，因为压力 1008kPa时，饱和蒸汽温度应该在180℃附近，现在显示温度是404.1℃，显然已经脱离饱和蒸汽区域，进入过热蒸汽状态了。再了解到此时加热过程使用的蒸汽为外来过热蒸汽，而当废热锅炉开车正常后产生的蒸汽将是压力更高一些的230℃饱和蒸汽。厂家向用户说明如要准确测量现时的的流量可将测量介质改为过热蒸汽测量，当开车正常加热过程改为使用废热锅炉蒸汽后，再将介质改为饱和蒸汽即可。 

图 投运后显示一例：差压值40193.7Pa、工况绝对压力 1008kPa、温度404.1℃  

点评意见：

对蒸汽流量测量来说，饱和蒸汽和过热蒸汽是两种性质不一样的介质，饱和蒸汽的压力和温度是一一对应的，补偿时可用温度或压力中的一个参数补偿就可以了。过热蒸汽是饱和蒸汽再加热后形成，补偿时必需对温度和压力两个参数同时补偿。所以用户应该对生产过程中实际使用的蒸汽介质是饱和蒸汽还是过热蒸汽作出正确的判断。本案例的问题是在特定条件下流过流量计的蒸汽由饱和蒸汽变为过热蒸汽，即所测量的蒸汽介质性质完全改变所致。

如果不采用多参数变送器，工厂技术人员通常无法准确判断出由于是何种原因导致流量测量故障。采用多参数变送器后，测量过程中除对差压、温度和压力同步检测并对流量测量值进行实时补偿运算外，还可通过简单的压力、温度测量值观测判断，即可准确判别蒸汽类型与原设定是否相符？当与原设定不相符时，将给出错误报警。

另外在DCS 系统中是采用简单的理想气体方程式对蒸汽进行温压补偿，而过热蒸汽特性与理想气体还是有偏差的，这将会产生一定的计算误差。而MMF多参数变送器采用国际标准 IAPWS-IF97 进行密度计算后做补偿运算，其补偿精度要高于采用简单的理想气体方程式的温压补偿。因此，在蒸汽流量测量时选择在DCS还是在具有高精度密度计算补偿的多参数变送器时，需要仔细考虑。

案例2

贵州某化工厂一台饱和蒸汽流量计采用德尔塔巴测速管，管道内径261，计算书上的蒸汽温度124℃，压力225kPa，选用的差压变送器是艾默生公司的3051，投运后用户老是说流量计有问题，显示的流量值就是天文数字，所以安装2年一直没法用。在2023年北京多国仪表展上用户找到迈科洛公司后，将该公司带MMT多参数变送器的演示装置发给化工厂试用。由于是饱和蒸汽，多参数变送器未接温度信号，投运后发现，蒸汽压力为绝对压力98kPa，此时变送器报错误3（即：饱和蒸汽温度压力不匹配）。而查到当时蒸汽管道上的压力变送器显示表压为十几kPa，温度为119℃，怀疑不是饱和蒸汽（对应蒸汽温度119℃的饱和蒸汽表压力应该接近100kPa）。于是将蒸汽管道上的Pt100温度计接入多参数变送器中，改为过热蒸汽测量，温压测量补偿，结果显示的流量数值符合用户要求。 

图 投运后显示一例：差压值32.4Pa、绝对压力88.5kPa、瞬时流量608.51kg/h

点评意见：

本台蒸汽流量计是在蒸汽的临界点附近应用，大家都以为是饱和蒸汽，选用普通差压变送器测量时，很难判断测量介质是不是饱和蒸汽。当选用MMF多参数变送器后，变送器可以依据同时检测到的温度、压力值自行判断是饱和蒸汽还是过热蒸汽，而且可以根据判断结论及时报出“饱和蒸汽温度压力不匹配”的错误3信息，帮助用户正确辨别故障原因。

图3中的显示是处于异常低流量（4%满值流量）时的检测数据，差压值仅32.4Pa，这几乎进入了差压值测量的禁区，但MMF多参数变送器仍然能稳定测量。

方原柏

2024年07月