質(zhì)量流量計的應(yīng)用以科氏力氏質(zhì)量流量計(CMF)的應(yīng)用(由于其具有測量準(zhǔn)確度高、量程比寬、適用介質(zhì)范圍廣、可靠性好等特點)最為廣泛,它主要是以測液體介質(zhì)為主,也可用于中、高壓氣體介質(zhì)的測量。目前,對一般液體介質(zhì),如汽油、煤油、柴油等的測量多采用的是油罐的人工檢尺或容積式流量計,即首先要用油尺(或儀表)測量出油罐的實際液位,根據(jù)罐表計算它的體積,再乘以密度就是油品的質(zhì)量流量。這不僅要考慮到儀表本身的準(zhǔn)確度、還要考慮溫度等參數(shù)的影響以及操作過程中的偏差。使用質(zhì)量流量計則避免了后者帶來的偏差。下面對質(zhì)量流量計的使用談幾點體會。
首先介紹一個應(yīng)用實例,表l給出了CMF計量70#汽油、與油罐的人工檢尺的對比結(jié)果。
表1 CMF和油罐人工檢尺測量汽油的數(shù)據(jù)對比
品名 |
檢尺計量/t |
流量計計量/t |
差量/t |
差率/t |
70#汽油 |
312.96 |
312.48/ |
-0.48 |
-0.15 |
314.76 |
314.66 |
-0.10 |
+0.03 |
|
305.45 |
305.30 |
-0.15 |
-0.05 |
|
320.84 |
320.21 |
-0.63 |
-0.20 |
|
309.37 |
309.80 |
+0.53 |
+0.17 |
|
327.58 |
328.10 |
+0.52 |
+0.16 |
|
小計 |
1890.96 |
1890.55 |
-0.41 |
-0.20 |
從表1可以看出CMF與油罐的人工檢尺的計量結(jié)果相比,有一定的差異。實際上,因CMF的客觀性強于人工檢尺和容積式流量計,故采用CMF計量的可信度較高,準(zhǔn)確度也較高。
1 做好質(zhì)量流量計的選型是關(guān)鍵
一般情況下,質(zhì)量流量計應(yīng)選用一些國際上比較有名望的廠家,要確保流量計質(zhì)量可靠,除此之外,質(zhì)量流量計的使用要選擇合適的量程比.這是因為,質(zhì)量流量計的精度和流量之間也存在著相對應(yīng)的關(guān)系(見圖1)、從圖中可以看出,當(dāng)實際流量大于額定流量的10% 以后,誤差較小,而當(dāng)實際流量低于額定流量10%時,誤差急劇增大,所以選擇流量計時、最小流量一般不能低于該流量計額定流量的10%,否則誤差則會增大。以ROSEMOUNT的DS300質(zhì)量流量計為例,該儀表的最大額定流量為186t/h,在使用時的儀表最小流量應(yīng)不小于18t/h。在這種情況下,一般測量精度能夠保證。理論上講,越接近儀表的額定流量,儀表的測量精度越高,但實際上,隨著流量的增加,壓損增加較多而精度增加不多,是得不償失的。質(zhì)量流量計的流量、精度和壓損之間的關(guān)系見圖1。
2 進行必要的溫壓補償
大多數(shù)質(zhì)量流量計能對被測介質(zhì)質(zhì)量(體積)流量隨溫度和壓力變化自動校正,但也有部份高壓、大管徑流量計隨著工作壓力升高時會能引起一些測量誤差,這就需要進行壓力補償。這是因為、流量計的測量壓力變化時,會引起振動管剛度的輕微變化,這種變化和質(zhì)量流量計振動管的幾何形狀、外觀直徑和管壁厚薄都有關(guān)系,對于口徑比較大的傳感器這種壓力效應(yīng)就更加明顯。如果流量計的工作壓力在30Psi(0.2MPa)左右,誤差很小,(因為ROSEMOUNT公司質(zhì)量流量計標(biāo)定壓力在30Psi左右)但是偏離標(biāo)定點以后,流量系數(shù)會發(fā)生微小的變化。必須進行修正。表2給出了ROSEMOUNT公司生產(chǎn)的各種流量計的壓力效應(yīng)數(shù)值。圖2列出了ROSEMOUNT E型質(zhì)量流量計壓力變化與測量誤差之問的關(guān)系。所以我們可以根據(jù)工作壓力對流量計的標(biāo)定系數(shù)進行修正, ROSEMOUNT的質(zhì)量流量計壓力校正公式為:
校正后的流量系數(shù)=原來的流量系數(shù)× [1-流量計的壓力效應(yīng))×(P操作-P標(biāo)定)]
表2質(zhì)量流量計壓力效應(yīng)數(shù)值表
儀表型號 |
誤差(%Psi) |
DL100S |
-0.006 |
DL200S |
-0.008 |
DL150S DL150H |
-0.0004 |
DS300S DL300H |
-0.008 |
DS600S |
-0.005 |
CMF200M CMF200H |
-0.0008 |
CMF300M CMF300H |
-0.0006 |
為了有個數(shù)量級的概念在此舉一個ROSEMOUNT DS300質(zhì)量流量計計算實例,若ROSEMOUNT質(zhì)量流量計的標(biāo)定壓力為30Psi(0.2MPa),流量計的工作壓力為300 Psi(2.0MPa),若原來的流量標(biāo)定系數(shù)為464.52,DS300的壓力效應(yīng)數(shù)據(jù)為-0.008%/Psi,把這些數(shù)據(jù)代入流量計的補償公式后得到:
校正后的流量系數(shù)=464.52×[1-(-0.008%/Psi)× (300.30)]= 474.55
計算結(jié)果使流量計的流量系數(shù)由原來的464.52變?yōu)?74.55,比原來流量計的流量系數(shù)增加2.16%,也就是說誤差增加了2.16%,如果不加壓力補償,誤差就大大增加了。通常壓力補償有二種方法,分別介紹如下:
①在線壓力補償。有內(nèi)置電源和外接電源二種接法,采用內(nèi)置電源時.就是把壓力變送器的二根電源線接到質(zhì)量流量計變送器RFT9739的P、S二端,(正接P,負接S)并對變送器進行適當(dāng)設(shè)置,這樣當(dāng)破測介質(zhì)壓力波動時,自動進行補償。采用外接電源時、要外接24V直流電源,設(shè)置方法相同,接線方法分別見圖3所示。
② 固定壓力補償,在質(zhì)量流量計入口壓力相對恒定時,可以根據(jù)ROSEMOUNT公司提供的公式對質(zhì)量流量計的流量系數(shù)進行計算,把經(jīng)過計算新的流量系數(shù)設(shè)置到變送器中。就等于在原有的質(zhì)量流量計系數(shù)上乘以一個固定常數(shù)。
3 正確的安裝是保證質(zhì)量流量計正常使用的關(guān)鍵
質(zhì)量流量計是一種測量精度較高的流量計,它可以用于測量液體,也可以測量氣體,漿液等。但是不可以測量氣液二相流的流體。所以在安裝時要把握一個原則,就是要保證流量計在測量液體時測量管中不能有氣體,在測量氣體時測量管中不能有液體。測量液體,氣體和漿液的安裝方法分別見圖4、圖5和圖6所示。
(1)安裝時質(zhì)量流量計安裝法蘭二端不能有應(yīng)力
因為質(zhì)量流量計在正常工作時是靠振動管扭曲振動來工作的,一旦振動管二端有應(yīng)力,就會影響它的振動頻率和幅值,因而影響流量計量的正確性。
(2)正確地安裝管道支撐
傳感器上下游管道應(yīng)牢固地安裝在同一穩(wěn)周的支架上,管道支撐應(yīng)盡量靠近法蘭,傳感器和管道應(yīng)一直線,不要在傳感器外殼上加任何支撐(見圖7)。
(3)確保閥門的正確安裝
為了可使流量計對零,在傳感器上下游應(yīng)安裝有截止閥,如果要安裝控制閥應(yīng)盡量安裝在下游,防止介質(zhì)在傳感器內(nèi)汽化和抽空。
4 定時進行流量標(biāo)定
一般在使用一段時間后,流量計的系數(shù)會有一些輕微的變化,所以應(yīng)每年送到計量機構(gòu)進行標(biāo)定,確保計量正確。
5 使用效果
現(xiàn)在某大型石化企業(yè),共有兩臺質(zhì)量流量計.其中一臺達到了國際計量標(biāo)準(zhǔn)的要求,精度達到了0.2%以內(nèi),另一臺計量誤差0.35%,能滿足國內(nèi)計量的要求,這對于提高企業(yè)的計量水平、自動化水平和減少工人的勞動強度,將起到積極作用。盡管質(zhì)量流量計應(yīng)用起步較晚,但已經(jīng)有了良好的開端。質(zhì)量流量計的應(yīng)用前景將是美好的。