圖1 系統(tǒng)原理圖
式中:Pm——滿足要求的下限壓力,kPa;Pe——被測量介質(zhì)飽和蒸汽壓,kPa;ΔP1——最大質(zhì)量流量時流量計壓力降,kPa,根據(jù)《流量計操作手冊》給定數(shù)據(jù)選擇或者為流量計實際工作中在最大流量下前后壓力表讀數(shù)差。
式中:m——油品在空氣中的凈重量;m末——質(zhì)量流量計末讀數(shù);m初——質(zhì)量流量計初讀數(shù);MF——流量計系數(shù);F——油品空氣浮力修正系數(shù)(見表1);w——裝船損耗率。
表1 空氣浮力修正系數(shù)F
圖2 瞬時流量、累積流量、溫度、密度曲線
表2 新、舊方法數(shù)據(jù)對比相對誤差
電磁流量計直管段長度不夠及處理方法:
一、讓步法
所謂讓步法就是對某項指標(biāo)做出讓步,該方法在產(chǎn)品質(zhì)量管理中是普遍使用的。例如在化工生產(chǎn)中,從流程末端流出的產(chǎn)品達不到一級品指標(biāo),但能達到二級品指標(biāo),于是就作二級品入庫銷售,而不是將其報廢,這樣在經(jīng)濟上比較劃算。
在電磁流量計使用現(xiàn)場,如果直管段長度無論如何也不能滿足要求,流量測量結(jié)果也不是用于貿(mào)易結(jié)算,而是用于一般監(jiān)測或過程控制,可嘗試采用讓步法。
二、加裝流量調(diào)整器
流動調(diào)整器可用于減少上游直管段長度。配合性實驗表明,它可以用在任何上游管件的下游。目前在ISO5167正文中只列入2種流動調(diào)整器:19根管束式流動整直器和Zanker流動調(diào)整板,流動調(diào)整器在標(biāo)準(zhǔn)中列有適用的節(jié)流件和阻流件類型以及具體的安裝位置等。
三、選擇適合型號
由于各種不同類型的流量計對直管段長度的要求差異懸殊,如果原來所選的流量計直管段要求較長,而且無論如何也滿足不了要求,應(yīng)改選直管段長度要求較低的型號。
四、對影響值進行評估
直管段長度不夠時,電磁流量計不確定度增大,是由于管道內(nèi)的速度分布畸變,使得儀表的實際流量系數(shù)與出廠標(biāo)定時的流量系數(shù)不一致。如果按照現(xiàn)場實際的管件種類和直管段長度組裝成一套帶前后管段的流量計,放在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上,標(biāo)定出該臺儀表的流量系數(shù),然后配套使用,并使用此流量系數(shù)計算流量,也就完全排除了直管段長度不夠?qū)y量結(jié)果的影響。
第四屆全國冶金、電力、石油和化工行業(yè)自動化技術(shù)交流論文集
【摘要】本文介紹了質(zhì)量流量計的工作原理及其在液化氣流量測量中出現(xiàn)的問題及其解決方法,問題典型,方法實用可靠,可供設(shè)計及維護、操作人員參考。
關(guān)鍵詞:質(zhì)量流量計;原理;液化氣;氣體;壓力
1 質(zhì)量流量計簡介
流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動時會對管壁產(chǎn)生一個力,它是科里奧利在1832年研究水輪機時發(fā)現(xiàn)的,簡稱科氏力。質(zhì)量流量計以科氏力為基礎(chǔ),在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管,中部裝有驅(qū)動線圈,兩端裝有拾振線圈,變送器提供的激勵電壓加到驅(qū)動線圈上時,振動管作往復(fù)周期振動,工業(yè)過程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動管,就會在振管上產(chǎn)生科氏力效應(yīng),使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動,安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號,這兩個信號差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計算機解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時,振管的主振頻率不同,據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質(zhì)的溫度。
質(zhì)量流量計直接測量通過流量計的介質(zhì)的質(zhì)量流量,還可測量介質(zhì)的密度及間接測量介質(zhì)的溫度。由于變送器是以單片機為核心的智能儀表,因此可根據(jù)上述三個基本量而導(dǎo)出十幾種參數(shù)供用戶使用。質(zhì)量流量計組態(tài)靈活,功能強大,性能價格比高,是新一代流量儀表。
質(zhì)量流量計的主要技術(shù)指標(biāo)
(1) 主要參數(shù):
質(zhì)量流量精度: ±0.002×流量±零點漂移
密度測量精度: ±0.003g/cm3
密度測量范圍: 0.5~1.5g/cm3
溫度測量范圍: ±1°C
(2) 傳感器相關(guān)數(shù)據(jù):
環(huán)境溫度: -40~60°C
介質(zhì)溫度: -50~200°C
防爆類型: iBⅡBT3
關(guān)聯(lián)設(shè)備: 配套變送器
(3) 變送器相關(guān)數(shù)據(jù):
工作溫度: 0~60°C
相對濕度: 95%以下
電 源: 220±10%VAC,50Hz或24±5%VDC,40W
2質(zhì)量流量計安裝使用
實例一
為了配合本公司氣體分餾裝置的擴容改造,我公司于1998年初進行了丙烯裝車系統(tǒng)的設(shè)計、施工,其中丙烯流量表采用了太行儀表廠流量計生產(chǎn)的質(zhì)量流量計,裝置開工后,流量計工作一直正常,但其累積量與電子磅計量數(shù)據(jù)有較大偏差。原因分析:
(1) 通過與工藝人員共同探討,排除了液化氣中干氣量超標(biāo)(5%)引起儀表失準(zhǔn)的可能。
(2) 從氣體分餾裝置拆來一套規(guī)格相同的儀表換上觀察,現(xiàn)象不變,排除了流量計損壞的可能。
(3) 為此我們派人去中原油田煉化公司考察,該廠液化氣裝車系統(tǒng)流量儀表均采用質(zhì)量流量計,投用兩年多來,工作一直正常,示值準(zhǔn)確。其工藝流程及儀表安裝與我廠近似,流程圖
該廠特別強調(diào)操作步驟:裝車開始后,先開裝車線上的手閥d,待壓力表c、f示值相等時,再開氣相返回線上的手閥g,而我們原來裝車是,開始就將手閥d、g全部打開,這時裝車線上的壓力比罐車內(nèi)的壓力高許多,這樣就很容易將罐車內(nèi)殘存的一部分丙烯沖回到丙烯罐內(nèi),從而產(chǎn)生計量誤差。經(jīng)過改進操作方法,該系統(tǒng)工作正常,達到了準(zhǔn)確定量裝車,提高工作效率的目的。
實例二
為了配合本公司氣體分餾裝置的改造,我公司于1998年初進行了液化氣脫硫裝置的設(shè)計、施工,其中液化氣出脫硫醇裝置流量表采用了太行儀表廠流量計分廠生產(chǎn)的質(zhì)量流量計裝置開工后,流量計工作一直不正常,具體表現(xiàn)為瞬時流量頻繁回零,同時還顯示夾帶氣體告警碼。原因分析:
(1)通過儀表生產(chǎn)廠家和工藝人員共同探討,排除了液化氣中干氣量超標(biāo)(5%)引起儀表失準(zhǔn)的可能。
(2)氣體分餾裝置拆來一套規(guī)格相同的儀表換上觀察,現(xiàn)象不變,排除了流量計損壞的可能。
(3)又據(jù)觀察,儀表的回零與介質(zhì)壓力有關(guān)。
為此,我們派人去洛陽石化工程公司實驗廠考察,該廠兩套催化裝置液化氣出裝置儀表均采用質(zhì)量流量計,投用兩年多來,工作一直正常,示值準(zhǔn)確。其中一套儀表所測介質(zhì)壓力為1.0MPa,另一套儀表所測介質(zhì)壓力為2.0MPa。其它方面與我廠近似。
我廠液化氣脫硫醇裝置液化氣出裝置壓力為0.6~0.9MPa,經(jīng)觀察,介質(zhì)壓力低于0.75MPa時,儀表瞬時值回零。據(jù)此判斷,0.75MPa即本公司所產(chǎn)液化氣的飽和蒸氣壓(由于數(shù)據(jù)不全,根據(jù)色譜化驗結(jié)果難以計算),在此壓力下,液化氣蒸發(fā)出的氣體量超出了5%(M/M),致使質(zhì)量流量計所顯示的瞬時流量回零。
經(jīng)與工藝、操作人員商討,將質(zhì)量流量計的傳感器安裝于脫硫醇裝置的液化氣進料泵出口,此處介質(zhì)壓力不低于1.3MPa,且壓力穩(wěn)定。改造后,質(zhì)量流量計工作穩(wěn)定,計量準(zhǔn)確,達到了預(yù)期的效果。