1、概述

       中車株洲車輛有限公司備料車間板材預(yù)處理線采用石油液化氣進(jìn)行加熱以達(dá)到預(yù)處理的溫度要求，在氣溫較低的情況下，流量計計量結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)異常，在未用氣的情況下，有時瞬時流量達(dá)到３８ｍ３／ｈ，在正常用氣情況下流量也存在偏高現(xiàn)象，造成石油液化氣流量計計量結(jié)果失準(zhǔn)，給公司帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

 

２、現(xiàn)狀

       備料車間石油液化氣２０１６年１月用氣１２．５９２５ｔ，２～３月用氣１０．２２５ｔ。備料車間認(rèn)為２０１６年１～３月份公司只安排國鐵打磨車、香港平車及ＮＸ７０Ａ試制平車在生產(chǎn)，總共交車１３輛份，車間需要使用石油液化氣進(jìn)行預(yù)處理的兩條生產(chǎn)線處于半停工狀態(tài)，對此用量存在異議。通過對備料車間石油液化氣流量計量情況進(jìn)行調(diào)查、跟蹤、分析，我們發(fā)現(xiàn)石油液化氣流量計在下班后無使用的情況下有瞬時流量顯示，有時達(dá)到３８ｍ３／ｈ，此種情況時常發(fā)生［１］。

 

３、原因分析

       經(jīng)過長時間的跟蹤調(diào)查和多次的討論分析，我們認(rèn)為造成流量計讀數(shù)偏高的原因很多，主要從管道泄漏、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和流量計三個方面進(jìn)行查找分析。

 

３．１管道泄漏

       石油液化氣作為易燃易爆氣體，添加了Ｈ２Ｓ等有特殊氣味的氣體，一旦泄漏，車間內(nèi)部或外部附近將充滿濃烈的臭味，且有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。經(jīng)過對備料車間液化石油氣管道、閥門、流量計連接處進(jìn)行多次檢查，未發(fā)現(xiàn)管道泄漏現(xiàn)象，因此發(fā)生泄漏導(dǎo)致備料車間石油液化氣用量偏高的情況不存在［２］。

 

３．２生產(chǎn)環(huán)節(jié)

       我們對歷年來備料車間石油液化氣用量進(jìn)行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計了２０１４～２０１６年１～９月備料車間鋼材的領(lǐng)料量、石油液化氣用量及每噸鋼材石油液化氣耗量，統(tǒng)計結(jié)果顯示，每年５～９月份氣溫高，每噸鋼材石油液化氣耗量都在１ｋｇ／ｔ以下，１季度氣溫低，每噸鋼材石油液化氣耗量在４ｋｇ／ｔ以上，兩者差別很大，尤其是２０１６年１月每噸鋼材石油液化氣耗量高達(dá)９２．５９２ｋｇ／ｔ。究其原因，組裝車間３月份試制及小批量新制車型多，２月份公司放假，備料車間基本是在１月份進(jìn)行下料生產(chǎn)，雖然預(yù)處理線無上班記錄，無法查實(shí)具體上班天數(shù)和運(yùn)行時間，但從領(lǐng)料記錄能看出，板材有１３ｄ領(lǐng)料記錄，型材有９ｄ領(lǐng)料記錄，因此１月的用氣量高與氣溫低、產(chǎn)量少、使用頻次多有關(guān)，但根據(jù)理論計算和經(jīng)驗(yàn)，每次預(yù)熱時間只需１５～３０ｍｉｎ，由此增加的用氣量有限，所以使用頻次多不是主要原因，應(yīng)是流量計計量異常。

 

３．３流量計

       備料車間石油液化氣是采用法蘭式渦街流量計進(jìn)行計量，渦街流量計是根據(jù)液體中插入物體所產(chǎn)生的旋渦個數(shù)與流速成比例的原理制成的。法蘭式渦街流量計結(jié)構(gòu)簡單，體積小，不容易損壞，精度高，但缺點(diǎn)是不能測量小流量（流速小于４ｍ／ｓ），而且對溫度、噪聲、振動等環(huán)境因素及介質(zhì)純度非常敏感，計量準(zhǔn)確度存在局限性［３］。

 

３．３．１溫度的影響

       １２月及１～３月是湖南地區(qū)全年非常低溫度季節(jié)，石油液化氣管道輸送壓力在０．０８～０．１ＭＰａ，雖然對管道進(jìn)行了保溫，但還有部分裸露狀態(tài)的設(shè)施設(shè)備（如閥門、流量計和部分未進(jìn)行保溫或保溫層損壞的管道等），在不使用狀態(tài)下，由于長期低溫情況會導(dǎo)致石油液化氣二次液化，液化后的液體在管道中產(chǎn)生自流現(xiàn)象，液態(tài)石油液化氣流經(jīng)流量計，使傳感器探頭產(chǎn)生振動，因而出現(xiàn)無使用情況下流量計有流量顯示的情況。同時備料車間流量計安裝在立管處，使探頭上有凝聚液珠產(chǎn)生自滴，這也會引發(fā)上述情況。

 

３．３．２周圍環(huán)境產(chǎn)生的噪聲和振動的影響

       備料車間石油液化氣流量計附近有一臺４０００ｔ大型水壓機(jī)，其工作時使管道產(chǎn)生振動，導(dǎo)致周圍環(huán)境的噪音較大。由于渦街流量計本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其對振動和噪聲抗干擾能力差，因此振動和噪聲也會造成流量計無使用情況下有流量顯示的現(xiàn)象。我們采用示波器在不同時間對流量計進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)如果流量計閥門處于開啟狀態(tài)保持不變且無干擾的情況下，流量計的瞬時流量是相對恒定的，其輸出波形應(yīng)是一組相同間隔的方波或脈沖波，如果存在振動、噪音或探頭上有凝聚液珠，則流量計輸出的是一組間隔不一或形狀不規(guī)則的波形。通過對檢測波形的分析，石油液化氣的二次液化致使備料車間流量計計量的氣體實(shí)際為氣液二相混合物，特別是在不使用時，液體沾著于流量計探頭上以及周圍環(huán)境的振動和噪聲的干擾，使流量計計量不準(zhǔn)或失常，是造成備料車間石油液化氣在冷季未用氣的情況下，有瞬時流量顯示，有時達(dá)到３８ｍ３／ｈ，在正常用氣情況下流量也存在偏高現(xiàn)象的主要原因。

 

３．３．３流量計改造

       為了改變這一現(xiàn)狀，保證計量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，我們對市場上生產(chǎn)的流量計進(jìn)行了分析比較，我們認(rèn)為楔形流量計比較適宜用于石油液化氣的流量計量。楔形流量計的工作原理是在管道中嵌入一個三角體楔形節(jié)流件，其阻礙介質(zhì)的正常流動，并在楔形節(jié)流件的上下游產(chǎn)生與體積流量的平方成正比的差壓，通過測量此差壓值，計算出管道中的體積流量。由于采用獨(dú)特的三角體式節(jié)流件，它能疏導(dǎo)流體遠(yuǎn)離節(jié)流件尾部邊緣，流體不會磨損節(jié)流件邊緣，節(jié)流尺寸長期不變，無可動部件和易損件，從而保證儀表長期測量的穩(wěn)定性。三角體頂角朝下，無積垢死角，兩側(cè)是成４５度角的光滑斜圓面，如圖１所示，有利于流體順利通過，同時流體經(jīng)過楔形孔板時，流速加快，高速流體直接沖刷節(jié)流件和管道內(nèi)壁，產(chǎn)生自吹掃功能，因此不會出現(xiàn)流體滯留、黏附和沉淀情況，并配裝了非常先進(jìn)的美國羅斯蒙特差壓變送器和自帶溫度補(bǔ)償，使其測量范圍寬、精度高（液體流量測量精度可達(dá)０．５級，氣體流量測量精度可達(dá)１．０級）、抗干擾能力強(qiáng)。因楔形流量計采用差壓的原理，石油液化氣的二次液化現(xiàn)象不可能在楔形孔板兩端產(chǎn)生差壓，也就不會造成流量計計數(shù)偏高的現(xiàn)象。即使有液體沾著于三角體式節(jié)流件上或產(chǎn)生自滴，由于沒有差壓，楔形流量計也不會出現(xiàn)瞬時流量顯示的現(xiàn)象。楔形流量計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、測量原理及先進(jìn)的差壓變送器和自帶溫度補(bǔ)償功能，極大的提高了楔形流量計的抗干擾能力，適宜用于惡劣環(huán)境的流量計量，能很好地解決我公司備料車間石油液化氣的流量計量問題。

４實(shí)施效果

通過對改造后流量計計量結(jié)果的跟蹤，部分跟蹤數(shù)據(jù)見表１，同時記錄預(yù)處理線的實(shí)際運(yùn)行時間，按理論計算，單條預(yù)處理線開大火時石油液化氣用量（６～９）ｍ３／ｈ，備料車間預(yù)處理烘干需要預(yù)熱至７０℃才能達(dá)到烘干效果，每次預(yù)熱時間為１５～３０ｍｉｎ，當(dāng)溫度達(dá)到生產(chǎn)要求時開小火，石油液化氣用量（３～５）ｍ３／ｈ，由于開大火時間相對較短，所以平均用量是（３～５）ｍ３／ｈ。在預(yù)處理線正常運(yùn)行時用氣量基本在（３～５）ｍ３／ｈ，流量計的計數(shù)與理論計算值是相符的，在未用氣的情況下，楔形流量計的瞬時流量為零，累積數(shù)據(jù)也未發(fā)生變化，這證明了楔形流量計比較適宜用于石油液化氣的流量計量，很好的解決了因石油液化氣的二次液化，致使液體沾著于流量計探頭上以及周圍環(huán)境的振動和噪音的干擾造成流量計計量的失準(zhǔn)，保證了石油液化氣流量計計量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

 

我們對２０１４～２０１７年一季度備料車間石油液化氣的用量進(jìn)行了統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果顯示２０１７年備料車間石油液化氣用量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減少近２０ｔ，節(jié)約資金近１０萬元，效果非常明顯。５結(jié)束語本文只對特定環(huán)境和狀態(tài)進(jìn)行了分析，存在一定的局限性，僅供同仁參考，不當(dāng)之處請批評指正。