1、概述
在武汉乙烯厂(现中韩(武汉)石油化工有限公司)液体码头有一台乙二醇出厂质量流量计，计量精度达到0.1%，根据《石油和液体石油产品油量计算动态计量》GB/T9109.5－2009中规定，流量计必须符合国家规定的准确度等级，用作贸易交接计量的流量计的准确度等级应不低于0.2级(即精度为0.2%)。实际使用过程中，以乙二醇介质为例，表1为2013年11月19日—2013年12月6日乙二醇装船记录比对表:通过与商检量(即通过第三方具有检测资质机构通过对装船的液位高度、介质密度、温度等参数的测量计算的产品总重量，所测量数据可列为议付单据)共6船计量数据的比对，发现其中误差最大达到2.3%，最小只有0.1%，且绝大多数情况误差远大于质量流量计精度0.1%，因此液体码头乙二醇所用质量流量计无法满足贸易计量要求，只能依靠商检量作为贸易结算手段，为此需花费较多费用给商检机构。本文针对此问题通过科隆厂家数据采集卡采集数据，从工艺条件、仪表因素进行分析，查找误差大的原因。

2、乙二醇流量计测量误差大的原因分析
2.1工艺条件
乙烯液体码头产品出厂从厂区产品罐区的泵开始，经过约12km的水平管线，行至码头，管线垂直向下约5米后，行至水平管线，安装有质量流量计。仪表水平安装后无上行管道，下游有阀门，接软管。工艺图如图1。软管后端直通管道进行装船，落差约15米。

现场压力表显示，泵出口压力为2.2Mpa，单次装船时间约(10～15)小时，取决于装船量。质量流量计前端压力为40kpa，平均流速为(200～250)t/h，当泵开启后，根据现场记录的3m/s流速，流体从泵出口到仪表处需时约67分钟。
2.2仪表因素
武汉乙烯液体码头出厂乙二醇流量计选用思派仪表一体型双直管质量流量计，当流体介质流过两根振动的丈量管时，便产生了科里奥利力，这个力使丈量管的振点两边发生相反的位移。通过光电传感器，测得两真个相位差，这个相位差在振荡频率一定时正比与测管中的质量流量。其液体测量精度为0.1%，而两相流会导致传感器所测量到的相位差有偏差。
乙二醇流量计在安装前经由上海市计量测试院完成就计量检定。在用水检定条件下，从检定结果上看，仪表检定平均精度大于0.1%，符合使用要求。
2.3问题分析
通过用475手操器对乙二醇出厂质量流量计进行检查，其组态参数设置正确，无报警提示，管道中介质密度显示正常，当质量流量计前后阀门关闭时，乙二醇流量计显示瞬时流量为0，无零点漂移。
通过ABG仪表集团提供的GDC记录卡记录仪表本体测量数据及诊断数据，从介质流体出厂过程进行分析。
以第一次装船记录波形，对应装船记录见表1，总装船时间为90.3～106共16小时左右，见图2，图中MassFlow乙二醇流量kg/h曲线，Density为介质密度kg/m3曲线，DriveLevel为驱动能量，驱动能量意味着仪表为使得自身测量管达到最佳振动状态，所需要施加的驱动能量。
在正常情况下，如果工艺良好，应无需施加过大驱动能量，如发现驱动能量过大，则意味着工艺应用存在问题(如气液，粘附，结垢，腐蚀等)，正常值应低于10。SenerA(传感器A振幅):传感器A振幅应保持稳定，并与SensorB(传感器B振幅)相差不超过2%。Frequency(传感器振动频率):该频率在正常工艺应用状态下，应保持稳定，小数点后两位波动属于正常，而小数点前存在波动，则意味着工艺应用存在问题。PhaseSignal为两相介质信号，该信号为综合以上信息所作出的两相介质诊断信号，正常值应为0.01，数值越高，代表气液两相状态越严重。通过图2可以看出装船过程共有三个阶段。

第一阶段，装船开始由90.3小时至90.6小时，持续时间约20分钟，其中流量、密度、传感器振幅、传感器驱动能量、两相介质信号都大幅波动。90.3～90.6时间段的波形图见图3。

第二阶段，为(90.6～97)小时，持续时间约6小时，其中流量、密度趋于稳定，传感器振幅与驱动能量仍有波动，但较前阶段有改善，两相介质信号也有改善，数值在(8～14)之间波动。
第三阶段为(97～106)小时，持续时间约10小时，本阶段流量稳定在227t/h，上下波动不超过1t/h，密度稳定，流量计传感器振幅稳定为50%，驱动能量为1，两相介质信号为0.1，整体工作状态良好。
综上，通过GDC数据卡所记录的诊断数据分析，在装船开始前20分钟，仪表流经流体大量含气，后6小时，仪表流经流体少量含气，最后10小时，仪表内部介质满管不含气。而质量流量计在气液两相的介质状态，影响仪表本身的振动，造成仪表的附加误差。
而仪表后端下行管线，落差约15米，在装船开始阶段，无任何背压，可能造成较大量含气。通过仪表前压力表显示，仪表后端最大压力为40kp，对于质量流量计来说，该压力较低，无法将气体体积进行压缩，导致介质内气体占空比较高。输送管线长度约12公里，当罐区泵开启后，上游流体需较长时间传输至仪表处，根据现场所记录的3m/h流速，流体传输至仪表处需约72分钟，而这段时间内打开阀门，流体会由于重力进行自流，导致长输管线中产生大量气体，该气体排空需要较长时间。
3、解决措施
由分析可以判断，误差主要由第一阶段和第二阶段产生，因为气液两相流，第一阶段尤为明显，第二阶段情况有所好转，但依然存在。如果要消除这种现象，首先要提高质量流量计的背压。有三种手段增加背压。
(1)乙二醇流量计后端安装背压阀，且控制压力需根据外界环境温度的变化及截止饱和蒸汽压的变化进行适当调整。
(2)在质量流量计后端增加5米高度的拱形弯管以提高背压。
(3)乙二醇流量计安装在储罐后泵出口出。第一种手段预先做实验，模拟背压阀的工作条件，人工调节质量流量计下游手阀开度。当手阀开度为50%时，手阀前段压力瞬时上升至3.2MPa，远高于泵出口压力2.2MPa，而管道最大承受设计压力为4MPa。如果安装背压阀，当背压阀故障无法正常开启，而泵未能及时关闭，则管道很有可能破裂引发事故。故第一种方法不可行。第三种手段涉及到管道改造，更改幅度较大，工程量较大，在短期内难以完成。第二种手段由于流量计后端及阀门连接都有法兰，质量流量计后端安装5米高度的拱形弯管相对容易，工程造价少，改造方便，通过高度差形成流量计后端背压。经过加装拱形弯管后，质量流量计与商检量之间的误差已经控制在2‰，符合国家规定的计量精确度等级。
以上问题的出现主要是由于施工设计时，未能综合现场施工情况、质量流量计工作特性、流体介质特性等方面的综合因素考虑。在化工企业中，工艺的设计理论和实际应用存在一定的差异性，必须把实际因素及各专业知识加以考虑，将问题解决在施工之前，降低企业后续改造成本。