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影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法 流量計(jì)是如何工作的

時(shí)間:2020-08-05    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
目前蘭州石化公司用于油品交接的質(zhì)量流量計(jì)有320臺(tái)左右,精度±0.15%~±0.5%。雖然質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確、性能可靠,但由于我們對(duì)其工作特性認(rèn)識(shí)的局限,在實(shí)際應(yīng)用中仍然會(huì)出現(xiàn)一些異?,F(xiàn)象,帶來(lái)不必要的誤差,因此我們需要分析這些異?,F(xiàn)象,盡量減少不利因素的影響,從而提高計(jì)量準(zhǔn)確度,減少計(jì)量糾紛。

1 影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素及處理方法

1.1 實(shí)際應(yīng)用中影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法

1.1.1 振動(dòng)對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)正常工作時(shí),測(cè)量管處于振動(dòng)狀態(tài),對(duì)外來(lái)振動(dòng)非常敏感,如果在流量計(jì)安裝區(qū)域存在其它振動(dòng)源,振動(dòng)源的振動(dòng)頻率會(huì)影響質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管的振動(dòng)頻率,引起流量計(jì)的異常振動(dòng)和零點(diǎn)漂移,造成計(jì)量誤差。處理方法:避免振動(dòng)干擾,如果實(shí)在無(wú)法避免,應(yīng)采取隔離措施,使流量計(jì)與振動(dòng)干擾源隔離。

1.1.2 電磁干擾對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。由于傳感器是通過(guò)激勵(lì)線圈使測(cè)量管產(chǎn)生振動(dòng),如果流量計(jì)工作區(qū)域附近有較大的磁場(chǎng)干擾,會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響。處理方法:質(zhì)量流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離大型變壓器、 電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)生較大磁場(chǎng)的設(shè)備。

1.1.3 安裝應(yīng)力對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。在質(zhì)量流量計(jì)的安裝過(guò)程中,如果流量計(jì)的傳感器法蘭與管道的中心軸沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)(即傳感器法蘭與管道法蘭不平行),管道所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)作用到質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管上,引起檢測(cè)探頭的不對(duì)稱性或變形,從而導(dǎo)致零點(diǎn)漂移,造成計(jì)量誤差。處理方法:a.流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守安裝規(guī)范。b.流量計(jì)安裝完畢后,用手操器或在變送器界面調(diào)出“調(diào)零菜單”并記錄出廠零點(diǎn)預(yù)設(shè)值,調(diào)零完畢后再觀察此時(shí)零點(diǎn)值,前后兩值要保證在一個(gè)數(shù)量級(jí),如果兩值之間差異較大,則說(shuō)明安裝應(yīng)力太大,應(yīng)重新安裝。

1.1.4 油品中含有氣體對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。目前生產(chǎn)的流量計(jì)只能做到準(zhǔn)確測(cè)量單相流,而在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,當(dāng)工況條件發(fā)生變化時(shí),油品容易汽化,形成兩相流,而兩相流往往是人們?nèi)菀缀雎缘膯?wèn)題。氣液的結(jié)合雖然緩沖了儀表的振動(dòng),但要求驅(qū)動(dòng)線路輸出更多的能量以保持流量管的振動(dòng)。由于流量管的驅(qū)動(dòng)電流本身有限制。一旦為了保持流量管的振動(dòng)而輸出的電流超出,流量計(jì)將無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。處理方法:a.改善油品的工況條件,使其含有的氣泡盡可能均勻分布,達(dá)到流量計(jì)正常計(jì)量的要求;b.質(zhì)量流量計(jì)上游安裝消氣器,盡量減少氣液混合現(xiàn)象;c.嚴(yán)格按照質(zhì)量流量計(jì)安裝規(guī)范安裝:測(cè)量油品介質(zhì)流量管朝下安裝(如圖1)。

1.1.5 溫度變化對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量測(cè)量原理如公式(1)所示:

Qm=k•Δt公式(1)

式中Qm——質(zhì)量流速,g/s;
k——流量標(biāo)定系數(shù),g/(s·μs);
Δt——時(shí)間差,μs。

當(dāng)k為常數(shù)時(shí),Qm僅與時(shí)間差Δt成正比。然而k與制造流量計(jì)的金屬?gòu)椥猿屎瘮?shù)關(guān)系,當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),流量計(jì)測(cè)量管的金屬?gòu)椥砸搽S之變化,k此時(shí)就不再是常數(shù),從而影響流量計(jì)的準(zhǔn)確度;同時(shí)溫度變化,還會(huì)引起測(cè)量管的自身結(jié)構(gòu)變化,從而影響到質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定度。處理方法:a.溫度對(duì)流量計(jì)測(cè)量管金屬?gòu)椥缘挠绊懣梢酝ㄟ^(guò)設(shè)定溫度校正系數(shù)解決:一般質(zhì)量流量計(jì)在出廠時(shí),都給出了溫度校正系數(shù),如一臺(tái)CMF100質(zhì)量流量計(jì),出廠時(shí)給出的Flowcal系數(shù)為47.806/4.75,后三位4.75就是給定的溫度校正系數(shù)(溫度變化100℃就會(huì)產(chǎn)生4.75%的誤差),在實(shí)際使用時(shí)我們則需要按操作手冊(cè)設(shè)定好溫度校正系數(shù),便可消除溫度變化對(duì)測(cè)量管金屬?gòu)椥援a(chǎn)生的偏差。b.溫度對(duì)零點(diǎn)穩(wěn)定度的影響,在實(shí)際應(yīng)用中,需要在操作溫度狀況下,對(duì)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)零,使影響減到最小。
1.1.6 壓力變化對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。當(dāng)壓力升高時(shí),測(cè)量管的材料將變得越來(lái)越堅(jiān)硬,使流量管振動(dòng)減弱。在質(zhì)量流速不變的條件下,單方面地增加壓力,可使流量管的偏移變小,造成流量計(jì)的示值比真實(shí)的流速要低;反之壓力降低時(shí),造成流量計(jì)的示值比真實(shí)的流速要高。處理方法:對(duì)于輸轉(zhuǎn)壓力變化大及貿(mào)易交接的油品,需在流量計(jì)下游安裝壓力變送器,以軟件的方式實(shí)時(shí)的進(jìn)行壓力補(bǔ)償。

1.1.7 油品密度與粘度對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。油品密度的變化會(huì)直接影響流量測(cè)量系統(tǒng),從而使流量測(cè)量管的平衡發(fā)生變化,引起零點(diǎn)偏移;而介質(zhì)粘度則會(huì)改變系統(tǒng)的阻尼特性,導(dǎo)致零點(diǎn)偏置。處理方法:流量計(jì)應(yīng)使用在測(cè)量單一或密度差異不大的油品上,對(duì)用于大宗量油品交接的質(zhì)量流量計(jì)必須采用在線實(shí)流標(biāo)定,并配備在線密度計(jì)。

1.1.8 測(cè)量管損壞或腐蝕對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)在使用中,由于流體的腐蝕、雜物進(jìn)人等,會(huì)對(duì)測(cè)量管直接造成損壞或腐蝕,影響測(cè)量管的性能,導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。常見(jiàn)的有測(cè)量管磨損、龜裂、點(diǎn)蝕、掛壁。處理方法:a.流量計(jì)前端安裝相應(yīng)的過(guò)濾器,防止異物進(jìn)入;b.使用特殊材質(zhì)的流量計(jì)。

1.1.9 空氣浮力對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。由于質(zhì)量流量計(jì)所測(cè)得是油品在真空狀態(tài)下的“重量”,而在油品貿(mào)易計(jì)量中一般采用“空氣中的質(zhì)量”結(jié)算,所以必須對(duì)流量計(jì)所測(cè)“重量”進(jìn)行轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換方式有兩種:一種是油品在20℃時(shí)的密度減去空氣浮力修正值1.1(kg/m3);另一種表量乘換算系數(shù)F得出在空氣中的質(zhì)量。

1.2 標(biāo)定過(guò)程中影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法

貿(mào)易交接的質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定周期為12個(gè)月,分廠之間物料交接的質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定周期為24個(gè)月,貿(mào)易交接質(zhì)量流量計(jì)采用在線實(shí)流標(biāo)定,其它采用離線標(biāo)定,標(biāo)定結(jié)果直接影響流量計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用,標(biāo)定過(guò)程不止是檢驗(yàn)流量計(jì)是否超差,還需要根據(jù)標(biāo)定情況調(diào)整Flowcal系數(shù)以及計(jì)算出流量交接系數(shù)MF。

為了得到準(zhǔn)確的Flowcal系數(shù)和流量交接系數(shù)MF,標(biāo)定中必須注意以下幾點(diǎn):a.標(biāo)定系統(tǒng)中配備的溫度計(jì),壓力表必須檢定合格,在有效期內(nèi),壓力表要求0.4級(jí)以上,溫度計(jì)最小刻度值為0.2℃,如采用遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù),需保證傳輸過(guò)程中無(wú)信號(hào)衰減和脈沖丟失。b.在標(biāo)定其中一路流量計(jì)時(shí),要確保其它支路的泄露閥無(wú)泄漏。c.無(wú)論是在線標(biāo)定還是離線標(biāo)定,都需盡可能的使標(biāo)定工況和使用工況相近。d.標(biāo)定容器應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行清理,以減少油品或雜質(zhì)的粘附,而影響到標(biāo)定結(jié)果。

2 結(jié)論

由于我國(guó)現(xiàn)使用的質(zhì)量流量計(jì)大多都是進(jìn)口的,價(jià)格不低,而且質(zhì)量流量計(jì)主要用于貿(mào)易結(jié)算,所以在標(biāo)定和使用上,應(yīng)盡量減少不利因素的影響,提高準(zhǔn)確度,使它們更好地發(fā)揮計(jì)量職能。

參考文獻(xiàn)
[1]蔡武昌,孫淮清,紀(jì)綱.流量計(jì)測(cè)量方法和儀表的選用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.
[2]肖素琴,韓厚義.科里奧利力質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用[M].北京:中國(guó)石化出版社,1999.
[3]肖素琴,油品計(jì)量員讀本[M].北京:中國(guó)石化出版社,2001. 1)由于安裝污水超聲傳感器的場(chǎng)所都是環(huán)境比較差的地方,因此,儀器的主機(jī)應(yīng)裝在室內(nèi),應(yīng)有專人負(fù)責(zé)看管,定期對(duì)線路及傳感器進(jìn)行巡查。

2)應(yīng)定期對(duì)儀器進(jìn)行計(jì)量檢定。

(1)采用明渠式超聲波流量計(jì)。鑒于液體超聲波流量計(jì)的適用范圍很寬(管外徑從12mm到5m,甚至更大),管徑從DN80到DN1000。所選儀表采用聲波導(dǎo)技術(shù),可以承受各種極端工藝條件(耐溫范圍:-200~600℃;耐壓范圍:可與工藝法蘭同級(jí))測(cè)量流量。明渠式超聲波流量計(jì)是一種在污水處理廠應(yīng)用很廣泛的流量計(jì)。在明渠中液體的流量與槽上某處的液位具有確定的關(guān)系,對(duì)于一定形狀的水槽,只要測(cè)量到液位就可以計(jì)算出流量。

(2)明渠式超聲波流量計(jì)安裝和使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。由于超聲波及電子測(cè)量?jī)x器本身固有的弱點(diǎn),如易受溫度、輻射等影響,若安裝和使用不當(dāng),會(huì)嚴(yán)重影響其測(cè)量精確度和使用壽命。因此,明渠式超聲流量明渠式超聲波流量計(jì)使用時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題:

1)由于安裝污水超聲傳感器的場(chǎng)所都是環(huán)境比較差的地方,因此,儀器的主機(jī)應(yīng)裝在室內(nèi),應(yīng)有專人負(fù)責(zé)看管,定期對(duì)線路及傳感器進(jìn)行巡查。

2)應(yīng)定期對(duì)儀器進(jìn)行計(jì)量檢定。

計(jì)安裝時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題:

1)為了保證流經(jīng)流量槽的污水沒(méi)有異物,流量槽上游不遠(yuǎn)處必須加裝過(guò)濾網(wǎng)。

2)為了保證流經(jīng)流量槽的污水平穩(wěn)、沒(méi)有波紋,可以在流量槽邊設(shè)置一個(gè)與槽相通的靜水井,井的內(nèi)徑大于或等于100mm,井底應(yīng)低于行進(jìn)渠槽最低處150mm,行進(jìn)渠槽的直段寬度大于或等于堰水面寬度的10倍,下游最高水位低于堰板的最低水位。

3)傳感器探頭發(fā)射面應(yīng)與液面平行,傳感器下端面與最高液位的距離應(yīng)大于或等于0.7m.

4)傳感器周圍應(yīng)無(wú)強(qiáng)光、電磁場(chǎng)等輻射源。

5)超聲傳感器上方應(yīng)有防雨雪的措施。
電磁流量計(jì)運(yùn)行及調(diào)試故障解決方法

  電磁流量計(jì)使用中常遇到的故障,第一類一般為本身的故障,即儀表結(jié)構(gòu)件或元器件損壞引起的故障;第二類則是由外界原因引起造成的。如安裝不妥流動(dòng)畸變,沉積和結(jié)垢等。這里重點(diǎn)討論的是應(yīng)用方面和上述第二類外界原因的故障。

  按照故障發(fā)生時(shí)期分類,可分為:①運(yùn)行期故障;②調(diào)試期故障。調(diào)試期故障出現(xiàn)在新裝用后調(diào)試初期,主要原因是儀表選用或設(shè)定不當(dāng),安裝不妥等。運(yùn)行期故障足在運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn),主要原因有流體中雜質(zhì)附著電極襯里,環(huán)境條件變化出現(xiàn)新干擾源等。

  按故障外界源頭分析來(lái)自3個(gè)方面:①管道系統(tǒng)和安裝等方面引起的;②環(huán)境方面引起的;③流體方面引起的。來(lái)源①主要在調(diào)試期表現(xiàn)出來(lái);來(lái)源②和③則在調(diào)試期和運(yùn)行期均會(huì)出現(xiàn)。

  一、運(yùn)行期故障

  經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障,常見(jiàn)故障原因有:流量傳感器內(nèi)壁附著層,雷電擊,環(huán)境條件變化。

  1、內(nèi)壁附著層

  由于電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他多,出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近,儀表還能正常輸出信號(hào),只是改變流通面積,形成測(cè)量誤差的隱性故障;若是高電導(dǎo)率附著層,電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路;若是絕緣性附著層,電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作。

  2、雷電擊

  雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流,進(jìn)入儀表就會(huì)損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑:電源線,傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析,引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的,其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)了解到,不僅電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障,控制室中其他儀表電常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識(shí)設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性?,F(xiàn)任已有若于設(shè)計(jì)單位隊(duì)識(shí)和探索解決這一問(wèn)題。

  3、環(huán)境條件變化

  主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面,只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺(tái)接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì),調(diào)試期因無(wú)廠擾源,儀表運(yùn)行正常,然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源(例如測(cè)量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊)干擾儀表正常運(yùn)行,出現(xiàn)輸出信號(hào)大幅度波動(dòng)。

  二、調(diào)試期故障

  本類故障在電磁流量計(jì)初始裝用調(diào)試時(shí)就出現(xiàn),但一經(jīng)改進(jìn)排除故障,以后在相同條件下一般就不會(huì)再度出現(xiàn)。常見(jiàn)調(diào)試期故障主要有安裝不妥、環(huán)境干擾、流體特性影響三方面原因。

  1、管道系統(tǒng)和安裝等方面

  通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障,常見(jiàn)的例如將流量傳感器安裝在易積聚潴留氣體的管網(wǎng)高點(diǎn);流量傳感器后無(wú)背壓,液體逕直排人大氣,形成其測(cè)量管內(nèi)非滿管;裝在自上向下流的垂直管道上,可能出現(xiàn)排空等,明渠流量計(jì)的安裝比較特殊,由于是潛與水下,所以要保證無(wú)浮動(dòng)。

  2、環(huán)境方面

  主要是管道雜散電流干擾,空間電磁波干擾,大電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好單獨(dú)接地保護(hù)可獲得滿意測(cè)量,但如遇管道有強(qiáng)雜散電流(如電解車間管道)亦不一定能克服,須采取流量傳感器與管道緣絕的措施??臻g電磁波干擾-般經(jīng)信號(hào)電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù),但也曾遇到屏蔽保護(hù)還不能克服。

  3、流體方面

  液體含有均勻分布細(xì)小氣泡通常不影響正常測(cè)量,唯所測(cè)得體積流量是液體和氣體兩者之和;氣泡增大會(huì)使輸出信號(hào)波動(dòng),若氣泡大到流過(guò)電極遮蓋整個(gè)電極表面,使電極信號(hào)回路瞬時(shí)斷開(kāi),輸出信號(hào)將產(chǎn)生更大波動(dòng)。

  低頻(50/16Hz-50/6Hz)矩形波激磁電磁流量計(jì)測(cè)量液體中含有固體超過(guò)一定含量時(shí)將產(chǎn)生漿液噪聲,輸出信號(hào)亦會(huì)有一定程度波動(dòng)。

  兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時(shí),若兩種液體電導(dǎo)率(或各自與電極間電位)有差異,在混合未均勻前即進(jìn)入流量傳感器進(jìn)行流量測(cè)量,輸出信號(hào)亦會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。

  電極材質(zhì)與被測(cè)介質(zhì)選配不善,產(chǎn)生鈍化或氧化等化學(xué)作用,電極表面形成絕緣膜,以及電化學(xué)和極化現(xiàn)象等,均會(huì)妨礙正常測(cè)量。

標(biāo)簽: 電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì) 電磁流量計(jì)運(yùn)行及調(diào)試故障解決方法_電磁流量計(jì)

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