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质量流量计在炼油厂的应用

编辑:威利斯人登录
1、质量流量计的测量原理
这里质量流量计指的是“科里奥利质量流量计”,是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中,产生与质量流量成正比的科里奥利力(科氏力)的原理制成的一种直接式质量流量仪表。
利用科氏力构成质量流量计的形式较多,有直管、弯管、单管、双管等。这里以弯管为例,当流体流过时,流入测和流出侧的运动方向相反,流体所产生的两个作用力大小相等方向相反。在这两个作用力的作用下,将使U形管发生扭曲。质量流量qm与测量管道扭曲而引起的左右两侧弯头通过位中心平面处的时间差△t成正比,而与U形管的振动频率和角速度无关。可以利用一对电磁传感器,检测出每一管脚通过中心平面的相对时间△转换成脉冲信号或标准电流信号,从而测得管道中的质量流量。推导出的具体原理公式如下:
qm=K/8 r²△t
式中qm一质量流量
K一传感管的扭转弹性模量
△t一左右传感管的时间差;
r一传感管的半径
 
2、具体测量问题分析与总结
(1)介质相态的影响
使用质量流量计测量两相流特别是气液两相流时问题比较多。当气体含量较小且分布比较均匀时,流量计能够测量,大部分生产厂家表示此时流量计测量结果是准确的。在液体中混杂气体较多的状态下,分布在流量计传感器测量管上的科氏力不均衡,造成振动频率不稳定,流量计不能实现稳定测量,外部一般表现为团状流动报警等该厂2#加氢裂化装置有一台测量轻石脑油流量的质量流量计,型号为F200S419,自投用起,瞬时流量就反复波动,流量计状态灯显示红色。经过仔细检査,发现报警代码为“A101”,表示驱动増益超限。经检査,密度值为0.42g/cm³正常情况下,轻石脑油的密度应在0.60-0.68g/cm³范围内可见测量管中含气相介质。上游压力表显示压力为0.16MPa压力太低。经过压损后,下游压力更不能满足背压要求,导致介质汽化。
对于轻质油或液化气等易汽化介质的测量,需注意要有足够的背压。
背压指流量计下游侧的压力,一般要求背压大于测量介质饱和蒸汽压的1.25倍与经过流量计永久压力损失的2倍。只有当背压满足要求时才能避免气化。
即P>1.25Pa+2△P
为满足背压要求,一般需要上游提高足够的输送压力,另外在下游侧安装自力式调节阀也是很好的做法。流量计应安装在管道低点若将流量计安装在管道的高点,需要很长时间将气体带走后,流量计才能正常工作,因此应将流量计安装在管道的低点。
(2)零点漂移的分析
质量流量计是测力仪表,测力仪表一般都有一个确定零点的过程。调零就是使流量计响应零流量,即为流量测量设置基准线。在实际应用中,质量流量计零点有一个波动范围,称为零点漂移。防止质量流量计的零点严重漂移要注重以下两点:
管道应力和扭曲
为防止管道应力和扭曲,需规范仪表安装。zui好采用无应力安装,安装时将直管直接先固定在支撑架上,装上流量计的连接件,将直管按应有长度割开,将流量计无压力吊装焊接。将工艺管道和法兰对准,保持测量管与工艺管线同心,螺栓紧固均匀。
2.管道振动
要求有牢固的支撑,防止管道振动影响测量。保证安装的地点没有机械振动,远离泵房、机组等振动源。避免传感器在同一管道中串联使用。拉开传感器的安装距离,分别设置独立的支撑架。支撑架应安装在流量计法兰两侧的管线上。为了克服零点漂移对测量的影响,在平时的维护过程中,需要对质量流量计进行零点调整。
(3)压力补偿的分析
目前无论是制造工厂或流量计标定站标定压力一般在0.2MPa左右,标定介质多数为水。但是质量流量计安装后实际工作压力有的甚至高出离线标定压力的10倍以上,从而会对流量计精度产生一定影响。压力影响质量流量计精度的理论基础是:qm=K/8r²△t,当K、r为常数时,qm仅与时间差△t成正比。当r即传感管的半径发生变化,也会影响质量流量计的测量准确度。而压力的变化会导致传感管的扭转弹性模量K和传感管的半径r都发生变化,从而使流量计准确度受到影响。根据计量的一些标准,对于影响度不超过0.1%,以及非贸易计量领域,可以不进行补偿。但是对于压力影响程度超过0.1%或计量合同提出明确要求的,则应该进行必要的压力补偿。
 
3.小结
质量流量计是一种测量精度高,运行稳定、可靠的流量测量仪表,越来越广泛应用于现场计量和贸易结算。但是大家不能单靠它本身的精度优势,因为影响现场仪表测量精度的因素还有很多。对于流量计的选型、安装及使用维护各个方面,大家仍然要给予足够重视,尤其要避免出现选型不当、安装不规范等问题。
 
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