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關(guān)鍵詞:在線實(shí)液檢定;空氣浮力修正
質(zhì)量流量計(jì)是利用流體在管線流動(dòng)過程中,產(chǎn)生與質(zhì)量成正比的科里奧利原理制成的一種直接式質(zhì)量?jī)x表。由于它能直接測(cè)量被測(cè)流體的質(zhì)量,與傳統(tǒng)的體積流量測(cè)量相比,減少了溫度、壓力、密度、粘度等非標(biāo)準(zhǔn)化因數(shù)帶來的誤差,提高測(cè)量精度,因此在石油化工生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。
1、流量測(cè)量特性
生產(chǎn)過程中,液態(tài)烴、丙烯、丙烷、碳四等產(chǎn)品出裝置計(jì)量應(yīng)用容積式流量計(jì),在現(xiàn)場(chǎng)使用一段時(shí)間后,烴類介質(zhì)的溫度和壓力變化,由液相體轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀囿w,使容積式流量計(jì)磨損嚴(yán)重造成;另外流量計(jì)只能測(cè)量被測(cè)介質(zhì)的容積量,受到介質(zhì)密度、粘度參數(shù)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。更換為質(zhì)量流量計(jì)以后測(cè)量范圍變大,直接測(cè)量流體的溫度、密度;直接測(cè)量真實(shí)質(zhì)量,計(jì)量準(zhǔn)確度為0.2級(jí)。由于被測(cè)介質(zhì)的溫度和壓力對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確測(cè)量有很大影響,為了減少這些誤差,必須在質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行和檢定過程中采取相應(yīng)的措施來保證測(cè)量準(zhǔn)確度。
2.在線檢定
如果質(zhì)量流量計(jì)作為計(jì)量交接計(jì)量?jī)x表,在裝車時(shí)和輸送過程中進(jìn)行批量或連續(xù)的計(jì)量,為保證流量計(jì)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)下的準(zhǔn)確性,現(xiàn)場(chǎng)可采用車載式靜態(tài)電子衡對(duì)流量計(jì)進(jìn)行在線實(shí)液檢定。
2.1檢定條件
靜態(tài)電子衡的準(zhǔn)確度必須優(yōu)于被檢質(zhì)量流量計(jì)基本誤差的1/3;
檢定過程執(zhí)行JJG897-1995《質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程》。
2.2檢定誤差
根據(jù)誤差理論,誤差=(示值-真值)/真值,被檢流量計(jì)的基本誤差可按下式近似計(jì)算。
E=(1- MFm)×100% (1)
式中;MFm――流量計(jì)系數(shù),(MFm =(m標(biāo)/ m指)是無單位比值;
m標(biāo)――靜態(tài)電子衡所測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)值:
m指――被檢流量計(jì)的指示值。
在線實(shí)液檢定過程中,額定流量控制在180-560t/h,計(jì)量準(zhǔn)確度等于±[(零點(diǎn)穩(wěn)定性/流量)×100%]流量,并且重復(fù)性等于±[1/2(零點(diǎn)穩(wěn)定性/流量)×100%]流量。
3.油品商業(yè)質(zhì)量計(jì)量計(jì)算程序及方法
3.1空氣浮力修正的必要性和合法性
采用開式稱重法檢定質(zhì)量流量計(jì)時(shí),需要將空氣中稱重結(jié)果修正到真空狀態(tài)下質(zhì)量(這個(gè)修正系數(shù)一定大于1的),在與質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量結(jié)果在相同條件下進(jìn)行比較。GB/T1885-1998《石油計(jì)量表》明確表明,計(jì)算原油、成品油在空氣中的質(zhì)量時(shí)(商業(yè)質(zhì)量),應(yīng)進(jìn)行空氣浮力修正。用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量成品油時(shí),對(duì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行空氣浮力修正不僅符合法規(guī)要求,而且符合國(guó)內(nèi)一般貿(mào)易規(guī)則。
3.2空氣浮力修正方法
用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量商業(yè)質(zhì)量時(shí)按以下公式計(jì)算:
m=mr×MFm ×MFC×(1-W% )(2)
mc= m×wFa(3)
式中:m――油品在交接結(jié)算的毛質(zhì)量數(shù),kg;
mr――質(zhì)量流量計(jì)讀數(shù)之差,kg;
MFm――在線檢定的流量計(jì)系數(shù),無因次量;
MFC――偏離檢定狀態(tài)下壓力影響修正系數(shù),無因次量,當(dāng)自動(dòng)壓力補(bǔ)償措施時(shí),MFC取值1.0000,也可按相應(yīng)規(guī)定計(jì)算;
W%――油品含水質(zhì)量百分比。
mc――扣除含水后的商業(yè)質(zhì)量數(shù),kg;
wFa――真空中狀態(tài)下質(zhì)量換算到空氣中商業(yè)質(zhì)量的換算系
數(shù),按下式計(jì)算:
wFa =(1-ρa(bǔ)/ρtp) (3-1)
式中:ρtp――油品在工況下密度,kg/m3 ,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,可取流量計(jì)指示的平均密度值:
ρa(bǔ)――當(dāng)?shù)卮髿饷芏?kg/m3 ,一般情況下取1.2 kg/m3,
ρtp――油品在工況下密度,kg/m3 , 當(dāng)海拔高度對(duì)大氣密度影響不能忽略時(shí),可按下式計(jì)算:
ρa(bǔ) =1.2×[1-1.0498688×10-4×h](3-1-1)
式中: h――交接地點(diǎn)海拔高度,m(根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供)。
4.油量計(jì)算方法
4.1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
測(cè)量介質(zhì): 0#車用柴油;
流量計(jì)裝車計(jì)量讀數(shù)(kg):45658;
在線檢定流量計(jì)系數(shù)(MFm):1.0010;
標(biāo)準(zhǔn)密度ρ20(kg/m3):820.0;
含水W%:痕跡;
計(jì)量點(diǎn)海拔高度(m):1500
4.1.2計(jì)算交接油量
流量計(jì)計(jì)量讀數(shù)(mr):mr=45658(kg)
交接量毛質(zhì)量(m):m= mr×MFm= 45658×1.0010=45703(kg)
空氣浮力修正系數(shù)(MFa):根據(jù)公式(3-1-1)計(jì)算當(dāng)?shù)乜諝鈱?shí)際密度
ρa(bǔ)=1.2×[1-1.0498688×10-4×h]
=1.2×[1-1.0498688×10-4 ×1500]
=1.011
根據(jù)已知空氣密度和油品密度大小,依據(jù)公式(3-1)計(jì)算空氣浮力修正系數(shù)
wFa =(1-ρa(bǔ)/ρtp)=(1-1.011/820.0)=0.99877
交接商業(yè)質(zhì)量(mc): mc=m×(1- W%)×wFa
=45703×(1-0.00)×0.99877
=45646(kg)
空氣浮力影響量57 kg,影響幅度達(dá)0.123%,修正是必要的。
5.結(jié)論
通過以上方法,對(duì)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行溫度零點(diǎn)調(diào)整和壓力系數(shù)修正,消除空氣浮力對(duì)商業(yè)質(zhì)量的影響,達(dá)到了中國(guó)石油成品油計(jì)量管理規(guī)定的要求。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:壓縮天然氣;加氣機(jī);計(jì)量;質(zhì)量;流量
中圖分類號(hào):TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國(guó)汽車行業(yè)迎來了發(fā)展的黃金階段,汽車在我國(guó)已經(jīng)趨于普及,但隨之而來的各種新問題源源不斷,其中以汽車尾氣排放處理和石油供應(yīng)危機(jī)最為突出。在汽車尾氣處理上,我國(guó)有關(guān)政府早已經(jīng)頒布了相應(yīng)的處理?xiàng)l例,而在石油供應(yīng)上,隨著天然氣應(yīng)用的增加,它已成為石油的替代品,是未來汽車領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。壓縮天然氣在目前汽車領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用,它的使用大大減少了汽車尾氣造成的城市環(huán)境污染,因此這里我們有必要對(duì)加氣機(jī)計(jì)量中的質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)用情況進(jìn)行分析。
一、壓縮天然氣加氣機(jī)概述
近年來,我國(guó)政府大力支持液化天然氣事業(yè)的開展,也制定了多種鼓勵(lì)政策,這種時(shí)代背景下使得我國(guó)天然氣事業(yè)發(fā)展進(jìn)度進(jìn)一步加快,也為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整做出了重大貢獻(xiàn)。壓縮天然氣作為目前人們生活和生產(chǎn)中的常見能源,它以清潔、高效、安全的優(yōu)勢(shì)被人們青睞,也成為汽車運(yùn)行的主要燃料,在汽車行業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣泛,與傳統(tǒng)石油相比較,這種燃料不僅有著成本低、安全可靠的優(yōu)勢(shì),而且節(jié)能、環(huán)保效果非常明顯,很大程度上推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的買進(jìn),為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。就壓縮天然氣的使用情況分析,它即便出現(xiàn)泄露或者安全威脅,也會(huì)在短期內(nèi)迅速的擴(kuò)散,而無法達(dá)到爆炸與大面積燃燒的極限,更不會(huì)因?yàn)楦鞣N環(huán)境因素而導(dǎo)致加油站發(fā)生其他安全事故。CNG本身是無毒、無害且腐蝕性低的氣體,環(huán)保效果良好,在燃燒之后CNG還能減少污染物排放量。由于CNG本身具備上述種種優(yōu)點(diǎn),因此其在汽車行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,由此也引發(fā)了國(guó)內(nèi)建設(shè)CNG加氣站的,CNG加氣站同加油站相比相差無幾,都由電腦控制器、顯示器、流量計(jì)、安全閥以及加氣槍共同組成的,它在輸送中通過不同的狀態(tài)來進(jìn)行控制,而微機(jī)控制也是如此,在打開氣閥之后直接將氣體輸送到流量計(jì)當(dāng)中,然后流量計(jì)對(duì)其計(jì)量之后送入到汽車儲(chǔ)氣罐之中。經(jīng)過流量計(jì)量之后,我們可以在電子屏幕中直接觀看到氣量以及價(jià)格。
二、質(zhì)量流量計(jì)的工作原理
質(zhì)量流量計(jì)是當(dāng)今壓縮天然氣供應(yīng)中的主要衡量手段,是常見的流體質(zhì)量測(cè)量?jī)x器,它在工作中是通過對(duì)物體經(jīng)過給定管道線路的時(shí)間產(chǎn)生的有關(guān)效應(yīng)測(cè)量的,這種效應(yīng)也就是我們工作中常說的柯氏效應(yīng)。時(shí)至今日,質(zhì)量流量計(jì)已成為壓縮天然氣測(cè)量的主要設(shè)備,它在應(yīng)用中有效改變了傳統(tǒng)容積式計(jì)量誤差現(xiàn)象,不僅改善了因?yàn)闇囟取毫Α鈮旱纫蛩卦斐傻挠?jì)量誤差,而且能避免密度過高而產(chǎn)生的故障。因此,可以說質(zhì)量流量計(jì)可謂是未來流量計(jì)發(fā)展的主流方向。質(zhì)量流量計(jì)在工作中是以液體振動(dòng)為原理開展工作的,它是由流量傳感器和變送器兩種不同的設(shè)備組成的。其中變送器主要是人與機(jī)械、通訊設(shè)備和流量監(jiān)控設(shè)備之間的電路軟件,它主要是用來測(cè)量管道兩端的振動(dòng)信號(hào)值和時(shí)間差。而傳感器則是由驅(qū)趕器、拾振器和測(cè)量管道的反饋線路共同組成的,它是以科氏效應(yīng)為核心來測(cè)量管道兩端的壓力值,并將信號(hào)及時(shí)傳送出來。
三、加氣機(jī)計(jì)量檢定方法介紹
由于壓縮天然氣技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間較短,各種設(shè)備和技術(shù)都不夠成熟,這讓我國(guó)天然氣加氣計(jì)量工作的開展變得困難重重,各種問題嚴(yán)重。究其原因是因?yàn)槲覈?guó)天然氣事業(yè)起步晚,工作技術(shù)不完善、計(jì)量裝置不科學(xué)等原因引起的。就目前面臨的這些問題進(jìn)行,加氣機(jī)計(jì)量檢定裝置的應(yīng)用還需要我們深入分析和研究。
1 壓縮天然氣加氣機(jī)的工作原理
這種計(jì)量方法的應(yīng)用是靜態(tài)檢定法的一種,它在測(cè)量的同時(shí)針對(duì)加氣機(jī)內(nèi)部的氣體和體積進(jìn)行整合,利用直接對(duì)比和相互促進(jìn)的方法進(jìn)行加氣,這種方法在應(yīng)用上可以分為提及測(cè)量和質(zhì)量測(cè)量?jī)煞N,也就是我們常說的容積測(cè)量法與質(zhì)量測(cè)量法。經(jīng)過過去多年的工作實(shí)踐證明,這種靜態(tài)檢定方法的應(yīng)用已成為當(dāng)前壓縮天然氣加氣的重要組成,但需要注意的是這并不說動(dòng)態(tài)加氣機(jī)檢測(cè)裝置就無法使用了,在使用中需要我們采用加氣槍計(jì)數(shù)器來對(duì)信號(hào)進(jìn)行取樣和讀取,并采用相關(guān)計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)量。標(biāo)準(zhǔn)表最好采用與加氣機(jī)中所用流量計(jì)的同種類型儀表(如質(zhì)量流量計(jì))。測(cè)量點(diǎn)設(shè)為5m3和15m3兩個(gè)測(cè)量點(diǎn),每個(gè)測(cè)量點(diǎn)各檢驗(yàn)3次。
2 影響計(jì)量檢定的因素
使用中的加氣機(jī),計(jì)量檢定工作一般在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,使用在線計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置或校表車,由于加氣機(jī)檢定是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,會(huì)受到環(huán)境條件的影響,同時(shí)還受其他因素影響,如:(1)質(zhì)量法中的電子天平準(zhǔn)確度以及天平受到的環(huán)境影響。(2)標(biāo)準(zhǔn)表法中標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)確度本身的影響以及不同種類標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)測(cè)量組成的影響等。總之,在規(guī)定溫度壓力下,任意質(zhì)量天然氣的體積與該氣體在相當(dāng)條件下按理想氣體定律計(jì)算的氣體體積之比,稱為天然氣的壓縮因子,即表征氣體狀態(tài)方程在一定溫度壓力下的偏差,所以在對(duì)天然氣進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)時(shí),必須注意天然氣的壓縮性影響。
結(jié)語(yǔ)
隨著天然氣在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用,CNG汽車行業(yè)也得到了發(fā)展,與此同時(shí),質(zhì)量流量計(jì)成為最具優(yōu)勢(shì)的測(cè)量?jī)x表,在CNG加氣機(jī)中得到迅速的發(fā)展。經(jīng)過本文分析,我們可以發(fā)現(xiàn)壓縮天然氣作為一種經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保的新型材料,它在未來國(guó)際市場(chǎng)上必然得到更廣泛的應(yīng)用,同時(shí)由于國(guó)際石油價(jià)格的不斷上升,天然氣燃料在汽車行業(yè)發(fā)展中必然會(huì)發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]劉永峰,張幽彤,裴普成.天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代化工,2006,26(02):395-397.
關(guān)鍵詞:科里奧利力;質(zhì)量流量計(jì);故障維修
1 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的原理
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,流量是一個(gè)非常重要的測(cè)量參數(shù)。目前測(cè)量流量的儀表類型很多,比較常見的有超聲波流量計(jì),電磁流量計(jì),渦街流量計(jì),浮子式流量計(jì),孔板流量計(jì)等等,這些流量計(jì)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是都是測(cè)量體積的,測(cè)量精度受到溫度,壓力,等外部影響比較大。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中,人們出于節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量等各種原因而更加關(guān)心測(cè)量對(duì)象流過管道的質(zhì)量流量是多少,科里奧利質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。它是根據(jù)流體在振動(dòng)的管道中流動(dòng)時(shí),會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)量流量成正比的力的原理制成的,這個(gè)力就是科里奧利力。
由相位檢測(cè)技術(shù)可以很容易測(cè)量出t,然后經(jīng)過信號(hào)處理電路即可算出流經(jīng)測(cè)量管路的流體的質(zhì)量流量,又因?yàn)闇y(cè)量管路的振蕩頻率為流體密度的反比例函數(shù),因此也可以根據(jù)測(cè)量管路的振蕩頻率計(jì)算出流經(jīng)測(cè)量管路的流體密度。
除此之外,一般還會(huì)在科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管路的進(jìn)口端管壁上加裝一個(gè)貼片式鉑電阻,由此鉑電阻的阻值算出測(cè)量管路的溫度,根據(jù)此溫度值對(duì)測(cè)量管路系統(tǒng)的彈性形變系數(shù)K以及流體密度值等作出修正,進(jìn)一步提高質(zhì)量流量測(cè)量的精度。
2 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的常見故障維修
由于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的使用日益廣泛,并且相當(dāng)部分的流量計(jì)都在高溫高濕有腐蝕的環(huán)境下工作,同時(shí)由于變頻器的使用增大的流量計(jì)的供電系統(tǒng)不確定性,因此質(zhì)量流量計(jì)難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障。如果能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象準(zhǔn)確判斷出質(zhì)量流量計(jì)的故障所在,并且快速給出維修意見,迅速修好質(zhì)量流量計(jì),盡快恢復(fù)正常生產(chǎn)就能節(jié)約大量時(shí)間提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)避免了采購(gòu)更新不必要的設(shè)備節(jié)省大量的流動(dòng)資金,能極大的提高工廠的效益。下面是筆者根據(jù)從業(yè)幾年來維護(hù)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的幾種常見的故障和相對(duì)應(yīng)的維修方案。
(1)故障現(xiàn)象:質(zhì)量流量計(jì)變送器無輸出,故障燈也不閃爍。故障原因以及維修方案:首先檢查供電系統(tǒng),如無220V供電,交由車間電工處理供電故障;如質(zhì)量流量計(jì)變送器里面的保險(xiǎn)絲燒斷,立即更換相同型號(hào)的保險(xiǎn)絲;如質(zhì)量流量計(jì)變送器的電源板塊上的電容有燒斷情況出現(xiàn),應(yīng)迅速更換相同型號(hào)的電容。
事故案例:樂凱集團(tuán)股份三號(hào)機(jī)供料熔化工段有多臺(tái)流量變送器故障報(bào)警,檢查發(fā)現(xiàn)測(cè)量板均正常工作,電源供電也正常,唯獨(dú)電源板上有一個(gè)電容有些松動(dòng),仔細(xì)觀察電容正極的引腳發(fā)現(xiàn)有些燒黑的痕跡,將其更換新的電容后流量變送器工作正常,后續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)多臺(tái)流量變送器故障報(bào)警均由此電容燒斷引起。
(2)故障現(xiàn)象:質(zhì)量流量計(jì)變送器變送輸出瞬時(shí)流量顯示最大值。故障原因及維修方案:如質(zhì)量流量傳感器損壞,應(yīng)更換新的質(zhì)量流量傳感器;如信號(hào)傳輸線路故障,應(yīng)更換新的信號(hào)傳輸電纜;如質(zhì)量流量計(jì)變送器的驅(qū)動(dòng)電路沒有電壓,應(yīng)在檢查電路之后更換質(zhì)量流量計(jì)變送器內(nèi)的保險(xiǎn)絲,如質(zhì)量流量計(jì)變送器的驅(qū)動(dòng)電路有直流電壓卻沒有交流電壓,且手觸摸質(zhì)量流量計(jì)傳感器無振感,說明振蕩系統(tǒng)沒有工作,傳感器沒有起振,此種情況下應(yīng)先確定質(zhì)量流量計(jì)傳感器的測(cè)量管路是否有堵塞情況出現(xiàn),如有堵塞應(yīng)立即疏通,如疏通后質(zhì)量流量計(jì)傳感器仍無振感,可輕輕的拍一下質(zhì)量流量傳感器的外殼看能否起振,如仍舊不能起振,這說明質(zhì)量流量傳感器的安裝有問題,應(yīng)該對(duì)照說明書從新安裝一遍質(zhì)量流量傳感器。
(3)故障現(xiàn)象:質(zhì)量流量變送器零點(diǎn)輸出穩(wěn)定,但是輸出不能回到零。負(fù)故障原因及維修方案:首先應(yīng)該排除是不是質(zhì)量流量傳感器安裝的問題,安裝是否鉛直,固定是否牢固等,應(yīng)對(duì)照質(zhì)量流量計(jì)安裝說明書重新安裝一遍;如用于標(biāo)定質(zhì)量流量計(jì)的水與實(shí)際工況中的流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管路總的流體的溫度,密度等系數(shù)又較大差別的,應(yīng)該用于被測(cè)流體物理特性相接近的流體重新標(biāo)定一下;如管道堵塞,應(yīng)該清理一下管路;如果以上方法均不能使質(zhì)量流量變送器的輸出回到零點(diǎn),如果零點(diǎn)始終高于0,可以適當(dāng)增大質(zhì)量流量變送器測(cè)量電路板上的R45、R46或者減小質(zhì)量流量變送器測(cè)量電路板上的R47、R48,如果零點(diǎn)始終低于0,方法相反,可以適當(dāng)減小質(zhì)量流量變送器測(cè)量電路板上的R45、R46或者增大質(zhì)量流量變送器測(cè)量電路板上的R47、R48。
(4)故障現(xiàn)象:當(dāng)流過質(zhì)量流量計(jì)的流體增加時(shí),質(zhì)量流量計(jì)變送器的輸出反而變小了。故障原因及維修方案:按照(3)中檢查一遍,如果都正常,那么流經(jīng)質(zhì)量流量傳感器的流體的流向與質(zhì)量流量傳感器外殼的指示流向相反,或者是質(zhì)量流量變送器的信號(hào)線接反了,將接反的信號(hào)線改正即能恢復(fù)正常。
(5)故障現(xiàn)象:在質(zhì)量流量計(jì)正常工作的時(shí)候,質(zhì)量流量變送器輸出波動(dòng)很大。故障原因及維修方案:檢查質(zhì)量流量傳感器的安裝,如安裝不穩(wěn)或者周圍有振動(dòng)源干擾,重新安裝質(zhì)量流量傳感器;檢查供電電源的接地線,接地電阻應(yīng)小于4Ω,如果超出此范圍,應(yīng)重新接地;檢查質(zhì)量流量變送器周圍是否有輻射源,應(yīng)讓質(zhì)量流量變送器遠(yuǎn)離變頻器,電機(jī),頻繁動(dòng)作的動(dòng)力電氣柜等。
3 結(jié)束語(yǔ)
筆者在維護(hù)樂凱集團(tuán)幾個(gè)相關(guān)車間的儀器儀表期間,利用報(bào)廢的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)作為元器件庫(kù),幾年里先后維修恢復(fù)好質(zhì)量流量計(jì)變送器十余臺(tái),累計(jì)節(jié)省流動(dòng)資金近百萬元,減少了因質(zhì)量流量計(jì)故障而停車的事故,提高了生產(chǎn)效率,產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]Micro Motion公司.科里奧利流量計(jì)技術(shù)性能的評(píng)估指南[Z].Product DataSheet,MMI-RCN-001,1995,8.
關(guān)鍵詞:稀硝酸裝置 差壓式流量計(jì) 電磁流量計(jì) 質(zhì)量流量計(jì) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
中圖分類號(hào):TQ111
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1007-3973(2012)005-069-02
1 引言
稀硝酸生產(chǎn)是一種連續(xù)的化工生產(chǎn)過程,各種物料在高溫、高壓條件下,不斷進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)和物理變化?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外均主要采用雙加壓法生產(chǎn)稀硝酸,首先液氨經(jīng)過液氨過濾器,再通過氨蒸發(fā)器變?yōu)闅獍保M(jìn)入氨空混合器與空氣充分混合后送入氧化爐進(jìn)行催化氧化反應(yīng),生成氧化氮?dú)怏w,氧化氮?dú)怏w通過吸收塔經(jīng)水吸收后變?yōu)楹趸餁怏w的稀硝酸,再經(jīng)過漂白塔后通過空氣將溶解氣體吹出,即可生產(chǎn)出需要的成品——稀硝酸。在稀硝酸生產(chǎn)過程中,為了良好的控制生產(chǎn),必須及時(shí)了解生產(chǎn)過程中氨、空氣、稀硝酸、蒸汽的流量,保證整個(gè)生產(chǎn)過程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
流量測(cè)量?jī)x表種類繁多,選用時(shí)應(yīng)根據(jù)儀表性能、介質(zhì)特性、環(huán)境條件、安裝條件和經(jīng)濟(jì)因素方面綜合考慮。本文結(jié)合稀硝酸裝置的工藝特點(diǎn),介紹了稀硝酸裝置中幾種常用流量?jī)x表的應(yīng)用。
2 稀硝酸裝置中的流量測(cè)量
2.1 差壓式流量計(jì)
2.1.1 孔板流量計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置與差壓變送器組合,可用于測(cè)量液體、氣體、蒸汽的流量,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì),其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量元件——孔板符合全世界的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在稀硝酸裝置中,測(cè)量低壓蒸汽、蒸汽冷凝液等介質(zhì)時(shí),在精度和壓力損失允許的情況下,常采用孔板流量計(jì)測(cè)量其流量。但經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)際應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)該流量計(jì)存在以下缺點(diǎn):
(1)孔板安裝的精度以及孔板與差壓變送器之間所裝引壓管導(dǎo)致的信號(hào)失真,使得孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確性不高,因此當(dāng)測(cè)量精度要求較高時(shí),該流量計(jì)難以滿足工藝要求。
(2)孔板流量計(jì)量程較小,量程比一般為3:1,當(dāng)介質(zhì)流量變化較大時(shí),將影響其準(zhǔn)確性。
(3)引壓管容易產(chǎn)生泄露、堵塞、凍結(jié)等故障,且較臟的介質(zhì)易引起取壓孔堵塞,維護(hù)工作量較大。
(4)孔板入口的邊緣易磨損會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度降低,性能不穩(wěn)定,需定期進(jìn)行更換。
2.1.2 威力巴流量計(jì)
在上世紀(jì)90年代,美國(guó)VERIS公司推出全新勻速流量探頭——威力巴,它通過多組取壓孔來檢測(cè)流體產(chǎn)生的差壓,取平均差壓后將信號(hào)送至變送器來檢測(cè)流量。該流量計(jì)也是一種差壓式流量計(jì),它提高了一次源的測(cè)量精度,但壓力損失與傳統(tǒng)孔板流量計(jì)相比,僅為孔板流量計(jì)的十分之一。
下面以年產(chǎn)10萬噸稀硝酸裝置中,進(jìn)汽輪機(jī)的過熱蒸汽為例,比較選用威力巴與選用孔板流量計(jì)二者的在能量損耗方面的差別。進(jìn)汽輪機(jī)蒸汽管徑為%O159?mm、壓力為3.9Mpa(表壓)、溫度為450℃,正常流量是15T/h,在正常工況流量下,威力巴流量計(jì)產(chǎn)生的壓力損失為0.126KPa,孔板流量計(jì)產(chǎn)生壓力損失為26.898 Kpa。通過計(jì)算,將差壓損失折合成蒸汽,孔板流量計(jì)比威力巴流量計(jì)每小時(shí)多損失40Kg過熱蒸汽。
威力巴流量計(jì)與孔板流量計(jì)相比,測(cè)量精度高、量程比大、管道壓損小、高效節(jié)能,同時(shí)安裝簡(jiǎn)單,僅需要幾厘米的焊接孔,安裝費(fèi)用小很多。
稀硝酸裝置中,進(jìn)氨空混合器前氣氨及空氣的流量測(cè)量也采用威力巴流量計(jì),可以最大程度地減少氨和空氣的壓力損失,同時(shí)測(cè)量精度較高,有利于氨空比的調(diào)整,提高了整個(gè)系統(tǒng)的性能。汽輪機(jī)的過熱蒸汽和汽包出口至減溫器的飽和蒸汽,及外供蒸汽的流量測(cè)量均可選用威力巴流量計(jì),可節(jié)省蒸汽,降低能耗,工廠實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明其長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益明顯。
2.2 電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成,它是一種用來測(cè)量導(dǎo)電流體的體積流量的儀表,具有以下特點(diǎn):
(1)由于傳感器結(jié)構(gòu)牢固可靠,內(nèi)部沒有活動(dòng)或突出部件,測(cè)量壓力損失極小。
(2)一般情況,只要是導(dǎo)電率大于5?0-6S/cm的液體均可測(cè)量。可以用來檢測(cè)酸、堿等腐蝕性液體,也可檢測(cè)含有固體顆?;驊腋∥锏牧黧w、泥漿。
(3)流量計(jì)輸出信號(hào)不受液體溫度、壓力、密度等影響,且輸出電流與體積流量成線性關(guān)系。
(4)檢測(cè)量程比較高,可達(dá)100:1;測(cè)量范圍大,儀表口徑1mm~2m以上均可選擇;測(cè)量精度一般優(yōu)于0.5%。
(5)安裝維護(hù)方便,可水平、垂直或傾斜任意角度安裝,使用壽命較長(zhǎng)。
由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)及較高的性價(jià)比,目前已廣泛應(yīng)用于稀硝酸裝置。在測(cè)量稀酸泵出口酸流量,低壓反應(yīng)水冷凝器入口循環(huán)酸等流量時(shí),均可選用不同壓力等級(jí)的電磁流量計(jì)。根據(jù)稀硝酸的腐蝕性、磨耗性,其電極材料可選用鉭,襯里材料可選用特氟隆PFA。同時(shí)可根據(jù)環(huán)境和溫度及管徑大小,安裝方式可選擇管道式或插入式,型式可選擇一體型或分體型。
2.3 渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)是在流體中設(shè)置漩渦發(fā)生體,從漩渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦即卡曼渦街,旋渦頻率轉(zhuǎn)變成與被測(cè)介質(zhì)流速大小成正比的脈沖信號(hào),從而計(jì)算出其瞬時(shí)流量。渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,安裝方便,無需導(dǎo)壓管和伴熱,維護(hù)費(fèi)較低,可適用液體、氣體和蒸汽,精度較高,范圍度寬,壓損小,無可動(dòng)部件,可靠性高。在稀硝酸裝置中,測(cè)量氨、空氣、脫鹽水及低壓蒸汽流量時(shí)均可采用渦街流量計(jì)。
渦街流量計(jì)是對(duì)流暢畸變、旋轉(zhuǎn)流等較敏感的流量計(jì),它不適用于低雷諾數(shù)測(cè)量,安裝時(shí)上下游側(cè)必須保證足夠長(zhǎng)的直管段,同時(shí)管道振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)影響較大,應(yīng)盡量安裝在院里振動(dòng)源和電磁干擾較強(qiáng)的地方,因此實(shí)際應(yīng)用中須綜合考慮,以保證其測(cè)量精度。
2.4 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)利用科里奧利效應(yīng)測(cè)量流體的質(zhì)量數(shù)量,它由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器組成,流體通過流量傳感器時(shí)產(chǎn)生一定頻率的振動(dòng),檢測(cè)的頻率信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器處理后變成與質(zhì)量流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量精度、重復(fù)性高,幾乎無直管段要求,可測(cè)流體廣泛,介質(zhì)黏度、密度變化對(duì)測(cè)量幾乎沒有影響,是所有流量計(jì)中綜合性能最優(yōu)越的,但價(jià)格昂貴,一般用于貿(mào)易計(jì)量或精確測(cè)量時(shí),才選用質(zhì)量流量計(jì)。在硝酸裝置中,對(duì)進(jìn)硝酸裝置的原料——液氨的流量測(cè)量和漂白塔出口的成品酸的流量測(cè)量常采用質(zhì)量流量計(jì)。
質(zhì)量流量計(jì)安裝需注意:為了消除測(cè)量管安裝時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,測(cè)量管上不允許加裝支撐點(diǎn),支撐點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在管道上,并保證流量計(jì)兩邊管線的法蘭口平行同心。
2.5 轉(zhuǎn)子流量計(jì)
轉(zhuǎn)子流量計(jì)又稱浮子流量計(jì),其檢測(cè)件是一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管和一只可隨流體流量變化沿錐管上下移動(dòng)的浮子構(gòu)成,浮子在椎管中的不同位置代表著不同的流量大小。轉(zhuǎn)子流量計(jì)分玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和金屬管浮子流量計(jì)兩種,檢測(cè)量程一般為10:1,直管段長(zhǎng)度要求較低,一般上游側(cè)5D即可。
在稀硝酸裝置中,吸收塔不同塔板層上稀硝酸的流量測(cè)量常選用金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì),即可現(xiàn)場(chǎng)明顯指示流量值的大小,又可滿足測(cè)量精度要求并實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)傳指示。
3 流量計(jì)的選型
流量計(jì)的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,在實(shí)際工況應(yīng)用中有2/3的儀表故障是儀表的錯(cuò)誤選型和錯(cuò)誤安裝造成。在稀硝酸裝置中選擇流量計(jì)時(shí),應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行:
(1)首先考慮流體特性,包括溫度、壓力、密度、粘度、電導(dǎo)率等,根據(jù)流體特初選合適的流量計(jì)類型。
(2)其次考慮安裝條件,包括直管段要求、振動(dòng)、電氣干擾等對(duì)流量計(jì)測(cè)量精度的影響。
(3)在生產(chǎn)管道上長(zhǎng)期運(yùn)行的接觸式儀表,還應(yīng)考慮流量測(cè)量元件所造成的能量損失。一般情況下,在同一生產(chǎn)管道中不應(yīng)選用多個(gè)壓損較大的測(cè)量元件。
(4)在投資允許的情況下,保證精確測(cè)量的同時(shí),應(yīng)本著節(jié)能高效的原則,確定流量計(jì)的類型并選擇質(zhì)量可靠的生產(chǎn)廠家。
4 結(jié)束語(yǔ)
總之,沒有一種測(cè)量方式或流量計(jì)對(duì)各種流體及流動(dòng)情況都能適應(yīng)的,不同的流量?jī)x表都有各自特有的優(yōu)缺點(diǎn)。因此,稀硝酸裝置中選擇流量計(jì)時(shí),應(yīng)在對(duì)各種儀表特性作全面比較的基礎(chǔ)上結(jié)合工廠實(shí)際情況,選擇適于生產(chǎn)要求的,既安全可靠又經(jīng)濟(jì)耐用的最佳型式。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:流量計(jì)量;質(zhì)量檢測(cè)體系;檢測(cè)室;檢測(cè)技術(shù)
通常情況下,流量計(jì)量及配套儀表的質(zhì)量主要是指流量計(jì)量及配套儀表的性能、穩(wěn)定性、外觀和維修性能等具體指標(biāo)。在這些重要指標(biāo)中,與流量計(jì)量及配套儀表的質(zhì)量最密切相關(guān)的是其穩(wěn)定性。然而,流量計(jì)量及配套儀表的穩(wěn)定性會(huì)受到環(huán)境技術(shù)的影響,主要包括環(huán)境條件、環(huán)境試驗(yàn)和失效模式等。環(huán)境技術(shù)為流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)提供了必要的數(shù)據(jù),我們應(yīng)在此基礎(chǔ)上利用先進(jìn)的設(shè)備建立檢測(cè)室,從而有效檢測(cè)流量計(jì)量及配套儀表的質(zhì)量。
1流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)
為了提高流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)質(zhì)量,應(yīng)對(duì)流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入分析。本文從環(huán)境條件和環(huán)境試驗(yàn)兩方面對(duì)流量計(jì)量及配套儀表的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。
1.1環(huán)境條件
通常情況下,每個(gè)儀表都具有不同的環(huán)境適應(yīng)性,即儀表對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力和承受能力。影響儀表性能的環(huán)境條件是非常復(fù)雜的,不僅包括儀表在正常工作過程中所處的環(huán)境,還包括儀表在制造、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中所處的環(huán)境。一切可使儀表性能及其具體數(shù)值發(fā)生改變的量都被稱為影響量。在一般情況下,影響量主要來自于環(huán)境條件。進(jìn)一步看,儀表的環(huán)境條件主要由自然因素與儀表本身的環(huán)境因素共同組成。以環(huán)境溫度為例,它是環(huán)境條件之一,主要由自然界的溫度與儀表本身產(chǎn)生的溫度結(jié)合而成。
1.2環(huán)境試驗(yàn)
環(huán)境試驗(yàn)是指將流量計(jì)量的配套儀表擺放在特定的環(huán)境條件下,然后評(píng)價(jià)儀表的實(shí)際性能,并分析和研究環(huán)境因素對(duì)儀表性能的影響程度、實(shí)際作用機(jī)理。通常情況下,環(huán)境試驗(yàn)分為自然暴露試驗(yàn)、人工模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。一般情況下,流量計(jì)量及配套儀表的質(zhì)量檢測(cè)采用人工模擬環(huán)境試驗(yàn),這樣可在最大程度上避免天氣和地理因素造成的影響。具體而言,人工模擬環(huán)境試驗(yàn)要在特定的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,要運(yùn)用先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備,營(yíng)造多個(gè)因素綜合作用于儀表的局部環(huán)境,從而分析儀表在使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中,環(huán)境因素對(duì)其適應(yīng)性和穩(wěn)定性的影響。開展人工模擬試驗(yàn)可有效模擬環(huán)境中的相關(guān)因素,還可縮短檢測(cè)時(shí)間,從而較快地獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)。此外,開展人工模擬環(huán)境試驗(yàn)時(shí),可制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而形成統(tǒng)一的評(píng)價(jià)尺度。
2設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1環(huán)境試驗(yàn)程序
流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)的環(huán)境試驗(yàn)程序如圖1所示。初始處理是在試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行處理,主要目的是消除試驗(yàn)樣品在檢測(cè)前受到的各種影響;初始檢測(cè)是指在完成初始處理后,檢測(cè)試驗(yàn)樣品的準(zhǔn)確度、電氣性能、機(jī)械性能等,并檢查樣品外觀;條件試驗(yàn)是指將試驗(yàn)樣品擺放在特定的環(huán)境條件下,使試驗(yàn)樣品承受特定的環(huán)境因素,并觀察試驗(yàn)樣品的變化,從而確定環(huán)境因素對(duì)試驗(yàn)樣品的具體影響;中間檢測(cè)是指在檢測(cè)過程中,嚴(yán)格測(cè)試試驗(yàn)樣品的準(zhǔn)確度、機(jī)械性能和電氣性能;恢復(fù)的主要目的是確定環(huán)境因素對(duì)試驗(yàn)樣品造成的不可逆的影響,從而使試驗(yàn)樣品的相關(guān)性能保持穩(wěn)定;最后檢測(cè)是指按照相關(guān)技術(shù)要求比較和分析初始檢測(cè)、中間檢測(cè)和最終檢測(cè)的結(jié)果,從而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儀表的質(zhì)量。
2.2質(zhì)量檢測(cè)的能力分析
根據(jù)目前我國(guó)流量計(jì)量及配套儀表的實(shí)際使用情況,本次試驗(yàn)對(duì)國(guó)內(nèi)、國(guó)際的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入分析和研究。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在流量計(jì)、壓力變送器、液體密度計(jì)和專用計(jì)算機(jī)等方面,我國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量檢測(cè)所需要的環(huán)境條件,完全具備流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)的能力。
2.3質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)水平分析
本次流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)都嚴(yán)格遵循了國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。具體而言,在流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)過程中,機(jī)械環(huán)境的檢測(cè)參數(shù)參照的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》(GB2423),電磁兼容檢測(cè)的相關(guān)參數(shù)參照的是《工業(yè)過程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性》(BG/T13926.1—92)。此外,在本次流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)過程中,嚴(yán)格規(guī)范了流量?jī)x表質(zhì)檢中心配置的相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)方面,不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),還滿足了國(guó)際檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn),具備國(guó)際檢測(cè)的能力。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,目前,我國(guó)在流量計(jì)、壓力變送器、液體密度計(jì)和專用計(jì)算機(jī)等方面實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量檢測(cè)所需要的環(huán)境條件,完全具備流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)的能力。本次流量計(jì)量及配套儀表質(zhì)量檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)均嚴(yán)格參照了國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),具有較高的技術(shù)水平。
作者:王海 單位:云南省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院
參考文獻(xiàn)
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