Ảnh hưởng của điểm zero đối với máy đo lưu lượng khối lượng

Thread Content

Bài viết này cuối cùng được chỉnh sửa bởi Wang Tianze vào ngày 16/11/2016 lúc 12:05. Việc sử dụng máy đo lưu lượng khối lượng loại Coriolis HK-CMF để đo lưu lượng khối lượng của các chất hydrocarbon ở dạng lỏng hiện là phương pháp đo được công nhận rộng rãi. Phương pháp này giúp giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, áp suất của chất lỏng đối với kết quả đo lường, từ đó nâng cao độ chính xác trong việc đo lượng khối lượng của các chất hydrocarbon ở dạng lỏng lên một mức cao hơn. 　　Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng hàng ngày, do ảnh hưởng của các yếu tố như vị trí lắp đặt, môi trường làm việc, điều kiện kỹ thuật, v.v., các vấn đề như sai số do sự dịch chuyển của thiết bị, sự tồn tại khí trong hệ thống đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính ổn định của hiệu suất đo lường và độ chính xác của kết quả đo lường từ máy đo lưu lượng chất lỏng Coriolis HK-CMF. Trong đó, tình trạng có khí lẫn trong dòng chất lỏng có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng bộ phận tách dầu khí hoặc các van điều áp; vấn đề này sẽ không được đề cập thêm trong bài viết này. Ngoài ra, hiện tượng dịch chuyển vị trí “zero” chính là yếu tố ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến kết quả đo lường CMF. Việc duy trì vị trí “zero” ổn định chính là biện pháp quan trọng để giữ cho máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF hoạt động ổn định và cho kết quả đo lường chính xác. 　　Bảo trì ở mức zero thường chỉ có một phương pháp duy nhất là điều chỉnh zero tại chỗ. Vì giá trị zero có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF (đặc biệt là ở các mức lưu lượng thấp), nên cần phải cẩn trọng khi sử dụng các phương pháp điều chỉnh giá trị zero. Chỉ khi xác nhận rằng hiện tượng lệch giá trị zero thực sự tồn tại và việc điều chỉnh là cần thiết, thì mới nên thực hiện việc điều chỉnh theo đúng quy trình đã được quy định. Bài viết này trình bày về ảnh hưởng của điểm không đến độ chính xác trong việc đo CMF, các phương pháp điều chỉnh về điểm không, cùng cách bảo trì điểm không một cách đơn giản hàng ngày. 　　I. Phân tích các trường hợp ảnh hưởng của điểm không độ
Dưới đây là ví dụ xảy ra tại công ty chúng tôi vào năm 2013, nhằm minh họa mức độ ảnh hưởng quan trọng của điểm không độ đối với việc đo lường trong thực tế, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của việc điều chỉnh điểm không độ. 　　1. Giới thiệu về trường hợp cụ thể: Vào tháng 11 năm 2012, nhà máy luyện than mới của công ty chúng tôi với công suất 1,6 triệu tấn/năm đã được đưa vào hoạt động. Tỷ lệ thu hồi chất lỏng trong quá trình sản xuất được thiết kế ở mức 65%. Tuy nhiên, trong vài tháng đầu sau khi thiết bị đi vào hoạt động, tỷ lệ thu hồi chất lỏng chỉ khoảng 63%, chưa đạt được yêu cầu thiết kế. Dữ liệu được trình bày như trong Bảng 1. http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG Bảng 1: Bảng cân bằng vật chất của thiết bị luyện dầu mới trong khoảng thời gian từ tháng 6 đến tháng 8. Nguyên liệu đầu vào cho thiết bị này là dầu thải; các sản phẩm dạng lỏng thu được gồm dầu diesel, xăng, dầu sáp và một lượng nhỏ khí hóa lỏng. Các máy đo lưu lượng được sử dụng để đo lường 5 loại chất lỏng này đều là máy đo lưu lượng loại Coriolis HK-CMF đã được kiểm định và đạt tiêu chuẩn; hiệu suất đo lường của chúng hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của thiết bị. Để hỗ trợ xưởng sản xuất tìm ra nguyên nhân khiến lượng chất lỏng thu được không đạt tiêu chuẩn, nhân viên bảo trì và kỹ thuật viên đã tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng. Họ còn tháo rời máy đo lưu lượng dầu sáp để kiểm tra, và kết quả vẫn cho thấy máy vẫn hoạt động bình thường. Đồng thời, người ta cũng kiểm tra điểm không của các máy đo lưu lượng khác. Khi đóng mở các van điều khiển, các máy đo lưu lượng đều trở về giá trị không; điều này cho thấy khả năng do điểm không gây ra sai số trong việc đo lưu lượng đã bị loại trừ (tuy nhiên, vấn đề chính lại nằm ở chính điểm này). Sau đó, các kỹ sư chuyên nghiệp của Emerson được mời đến hiện trường để kiểm tra toàn bộ các thiết bị đo lưu lượng. Kết quả cho thấy: đối với thiết bị đo lưu lượng dầu thô và dầu cặn, loại CMFHC2G, giá trị điểm không tĩnh ban đầu của bộ xử lý trung tâm của thiết bị này là Kzero = -0,01188947 μs. Tuy nhiên, giá trị điểm không hiện tại lại là -1,059366 μs. Như vậy, Kzero không còn là giá trị mặc định nữa, mà đã có sự thay đổi đáng kể. 　　2. Phân tích trường hợp cụ thể: Do độ chính xác của giá trị điểm không đủ cao, nên điều này sẽ ảnh hưởng lớn đến độ chính xác trong việc đo lưu lượng của máy đo lưu lượng Coriolis HK-CMF. Trong trường hợp này, giá trị điểm không thay đổi nhiều; bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ, theo các công thức tương ứng, giá trị điểm động của máy đo lưu lượng hiện tại nên là 10,7 (t/h). Với lưu lượng hiện tại là 156 t/h, sai số do giá trị điểm này gây ra là 10,7/156 = 6,86%. Sau khi khôi phục lại điểm không, giá trị đo của máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF đã trở về mức bình thường. Tỷ lệ chất lỏng được thu hồi bởi thiết bị này là 68%, đáp ứng được các yêu cầu thiết kế. 　　Vậy nguyên nhân nào gây ra sự dịch chuyển về giá trị không đổi lớn như vậy? Trước hết, hãy phân tích các nguyên nhân dẫn đến sự dịch chuyển này: (1) Thiết bị đo lưu lượng chất lỏng kiểu Coriolis HK-CMF đã được kiểm tra trước khi lắp đặt, và kết quả kiểm tra cho thấy thiết bị hoạt động bình thường; do đó, điều này sẽ không gây ra sự dịch chuyển về giá trị không đổi. 　　(2) Việc chỉnh sửa giá trị điểm không động bằng tay đòi hỏi phải có thiết bị điều khiển chuyên dụng hoặc phần mềm trên máy tính. Chỉ những nhân viên kỹ thuật chuyên nghiệp mới có thể sử dụng các thiết bị này, và họ cũng không thể thực hiện việc chỉnh sửa như vậy được. 　　(3) Nhân viên bảo trì thiết bị đo đã phát hiện rằng sau khi lắp đặt máy đo lưu lượng, giá trị hiển thị không bằng không. Trong tình trạng chưa đáp ứng được các điều kiện cần thiết để điều chỉnh lại giá trị, họ vẫn cố gắng điều chỉnh giá trị đó một cách có chủ đích; điều này dẫn đến tình trạng giá trị hiển thị bị lệch khỏi mức zero. 　　Do không biết tình hình chính xác lúc đó, sau khi phân tích, tác giả cho rằng khả năng thứ 3 là cao nhất. 　　Vậy lý do gì khiến rằng trong quá trình kiểm tra máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF ở giai đoạn sau này, người ta không phát hiện ra hiện tượng dịch chuyển về giá trị zero lớn như vậy? Tác giả cho rằng nguyên nhân nằm ở việc giá trị ngưỡng được thiết lập không phù hợp – đó là giá trị dòng chảy nhỏ mà máy đo sẽ bắt đầu hoạt động. Cụ thể, giá trị ngưỡng của máy đo HK-CMF lúc đó là trên 10,7 t/h; do hiện tượng dịch chuyển về giá trị zero, máy đo sẽ quay về giá trị zero ngay lập tức. Khi tiến hành công tác bảo trì vào thời điểm khởi động, nhân viên bảo trì thường thực hiện việc đóng van sau trước, rồi mới đóng van trước. Sau đó, họ kiểm tra xem lưu lượng được hiển thị trên máy đo có quay về mức zero hay không. Nếu lưu lượng trên máy đo quay về mức zero, thì có nghĩa là điểm zero của máy đo hoạt động bình thường, dù thực tế lúc đó lưu lượng thực tế vẫn là 10,7 tấn/giờ. Chính vì lý do đó, trong các cuộc kiểm tra CMF sau này cũng không phát hiện ra vấn đề dịch chuyển về giá trị không. 　　Thực ra, tình trạng này khá phổ biến trong công tác vận hành và bảo trì các máy đo lưu lượng chất lỏng kiểu Coriolis HK-CMF tại thị trường nội địa hiện nay. Cài đặt mức cắt bằng không giúp tránh tình trạng tích lũy dòng chảy không chính xác ở máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF trong các điều kiện hoạt động bất thường. Tuy nhiên, nếu ngưỡng cài đặt quá cao, thì việc phát hiện sự dịch chuyển về điểm zero trong quá trình sử dụng hàng ngày sẽ bị cản trở. Vấn đề này vẫn chưa nhận được sự chú ý đúng mức trong các ứng dụng CMF tại Trung Quốc. 　　II. Phương pháp bảo trì điểm không của máy đo lưu lượng chất lỏng kiểu Coriolis HK-CMF trong hoạt động hàng ngày
1. Thiết lập giá trị ngưỡng hợp lý
Việc thiết lập giá trị ngưỡng hợp lý không chỉ giúp loại bỏ hiệu ứng của những biến động nhỏ xảy ra trong quá trình đo lường bất thường, mà còn giúp việc bảo trì điểm không trở nên dễ dàng hơn nhiều. Điều này giúp tránh được những tình huống tồi tệ như đã được mô tả trong các ví dụ trước đó. Tác giả cho rằng việc đặt giá trị ngưỡng ở mức bằng một nửa độ chính xác của CMF đối với lưu lượng thông thường của chất lỏng được đo bởi máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF là phù hợp nhất. Ví dụ, trong trường hợp được đề cập ở trên, độ chính xác của CMF của Emerson là 0,5%. Lưu lượng sử dụng thông thường là 160 t/h; do đó, giá trị ngưỡng có thể được tính như sau: 160 × 0,5% ÷ 2 = 0,4 t/h. Như vậy, ngay cả khi xảy ra hiện tượng lệch điểm zero, giá trị đo vẫn nằm trong phạm vi cho phép, và nhân viên bảo trì có thể phát hiện ra điều này kịp thời. Nếu giá trị đo nằm dưới mức này, theo công thức tính sai số CMF do nhà sản xuất cung cấp, giá trị sai số sẽ nằm trong khoảng ±0,10% ± [(điểm zero/giá trị lưu lượng) × 100]%, tức là ±0,10% ± [(0,4/160) × 100]% = ±0,35%. Như vậy, ngay cả khi có hiện tượng lệch điểm zero, kết quả đo vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được. Đối với phương thức đo lường không liên tục, người ta cũng có thể sử dụng phương pháp này để thiết lập giá trị ngưỡng. Sau đó, dựa vào phương pháp đọc đồng hồ bằng tay để loại bỏ lượng dữ liệu được ghi nhận trong khoảng thời gian không có việc đo lường. 　　2. Xác nhận điểm không động đúng thời điểm
Đối với các máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF đang được sử dụng, cần thường xuyên kiểm tra lại điểm không động của chúng. Điều này giúp phát hiện kịp thời tình trạng lệch điểm không động và có thể điều chỉnh kịp thời. 　　3. Hành động điều chỉnh vị trí zero một cách cẩn trọng: Nếu phát hiện rằng máy đo lưu lượng khối lượng kiểu Coriolis HK-CMF có giá trị không bằng không trong quá trình xác nhận vị trí zero, thì cần quan sát tình trạng hoạt động của máy đo, phân tích nguyên nhân khiến giá trị đó không bằng không. Các yếu tố cần xem xét bao gồm: liệu chất lỏng chảy qua máy đo có đang dừng lại hay không, liệu ống dẫn có đang ở trạng thái đầy hay không (có thể dựa vào giá trị mật độ được hiển thị trên máy đo để đánh giá tình trạng chất lỏng bên trong ống dẫn), liệu các điều kiện công nghệ có thay đổi đáng kể hay không, liệu các van điều tiết ở hai đầu ống có được đóng kín hay không, và liệu môi trường xung quanh có sóng từ hoặc rung động gây ảnh hưởng hay không. Sau khi loại bỏ các yếu tố nêu trên, mới có thể xác định được liệu điểm không của máy đo lưu lượng khối lượng Coriolis HK-CMF có thực sự bị dịch chuyển hay không, và từ đó tiến hành việc điều chỉnh lại điểm không của máy đo này tại chỗ. 　　4. Thao tác điều chỉnh về mức zero một cách chuẩn xác
(1) Đảm bảo rằng máy đo lưu lượng chất lỏng kiểu Coriolis HK-CMF đang hoạt động trong môi trường làm việc phù hợp, và ống đo được lấp đầy bởi chất cần được đo. 　　(2) Nếu có van đường vòng, hãy mở van đường vòng trước. 　　(3) Đóng van ngăn dòng chảy ở phía dưới (tức là van kiểm soát dòng chảy), nhằm ngắt dòng chất lỏng chảy qua ống đo. Cần đảm bảo rằng mối nối giữa các bộ phận được niêm phong kỹ lưỡng. 　　(4) Nếu có van ngắt dòng ở phía thượng nguồn (tức là van kiểm soát dòng chảy ở vị trí trước), thì cần phải đóng van ngắt dòng đó lại. 　　(5) Thực hiện thao tác điều chỉnh về mức zero theo quy trình yêu cầu của nhà sản xuất. 　　(6) Ghi lại giá trị thay đổi của điểm không độ từ trước và sau. Nếu mức độ thay đổi lớn, cần xem xét liệu CMF có cần được kiểm tra/kalibr lại hay không.