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针对影响质量流量计准确性的几个因素进行简析

作者: 来源: 发布时间:2018-03-27 10:44:02

摘要: 随着交接计量模式的不断更新,成品油行业质量流量计的应用越来越广泛,好多人仍习惯于体积流量计交接,对质量流量计的使用了解相对比较匮乏,三畅仪表主要针对影响质量流量计准确性的几个因素进行简析。
  质量流量计的工作原理为利用流体的流动和振动管之间的相互作用来测量质量流量的设备,是一种科里奥利流量计,它由一个传感器和一个变送器组成,如图 1。

质量流量计结构组成
图 1 质量流量计结构组成


  传感器的准确度是关于流过传感器质量流量的函数,流量趋近于零时,传感器的不确定度增加( 如图 2) 。

典型的可怜奥利流量计准确度图

图 2 典型的科里奥利流量计准确度图


  科里奥利流量计与科里奥利效应的物理原理相关,所有科里奥利流量计都是基于这一原理进行工作的。流体特性、操作条件、安装条件都会影响流量计的准确性。
1、流体特性的影响:
1.1、密度:
  密度的变化,可能会使零点值发生漂移,从而影响流量计的准确度。
  一般科氏力质量流量计的测量允许zui大绝对误差 Eε为:Eε= ± Ex× Q + Q0( 1)式中 Eε- 绝对误差;Ex- 准确度;Q0- 零点不稳定度;流量。油品密度的变化会导致流量计零点的漂移,而零点的漂移会影响流量计的绝对误差,从而直接影响质量流量计准确性变化。针对质量流量计零点允许误差以及日常交接的复核工作,需要在日常工作中进行记录,并定期进行分析。
1.2、黏度:
  没有数据证明流体黏度变化会直接影响流量计的准确度,但是高黏度流体可能会因压降增大而影响流量计的操作。这可能会使流量计的zui大工作流量低于zui大额定工作流量。
2、操作条件的影响:
2.1、流体的温度:
  流体温度的变化会影响振动管的弹性、流量计附近管线的应力和流体的密度,因此会影响零点示值。温度的影响因素属因系统而产生的误差,且可以确定,可以通过补偿将它对准确度的影响降到zui小。
2.2、流体压力:
  流体压力变化较大是会影响测量管的振动特性。应通过测试把压力变化对校准的影响加以量化。
2.3、多相流:
  流体中的气体或空气会妨碍准确测量,所以应尽量减少或排除液体流中的气体或空气。
2.4、传感器内的闪蒸或气蚀现象:
  在流量计处要维持足够高的背压,以防止在流量计里发生闪蒸或气蚀现象。通过流量计出入口处,应保持足够的压力,可以减少或消除气蚀或气化现象的产生,根据测试数据,zui小背压为:
Ρb= 2ΔP + 1. 25Pe式中: Ρb—zui小背压;ΔP—zui大工作流量下流量计的压降;Pe—液体在工作温度下的平衡蒸汽压。油品在正常流过质量流量计时,压力损失( 压降) 不会太大,影响zui小背压的主要因素为液体工作温度下的平衡蒸汽压,粗略估算,zui小背压值应该不低于 0. 10MPa( 汽油) 。
  质量流量计检定时,出口背压zui低不小于 0.15 MPa,一般在 0.20 MPa 左右。而质量流量计日常运行,在不控制出口阀门的前期下,管线压力基本都在 0. 10 MPa 以下,这是检定工况与实际运行工况zui明显不同的地方。质量流量计在不同工况下工作,对其准确度也有一定的影响,zui好的解决办法为在质量流量计后增加压力控制阀,保证质量流量计的检定工况与实际运行工况一致。
2.5 、流量传感器内壁附着层或沉积物:
  较严重或不均匀的沉淀物会使校准结果出现误差,如果附着层的密度与流体的密度差别很大,也会影响校准结果。
2.6、流量传感器的磨蚀:
  具有磨蚀性的固体会使传感器的壁厚减小,严重时会使校准结果出现误差,或使振动管出现故障。
2.7、流量传感器的腐蚀:
  振动管的材料与流体相适应是可靠使用流量计的zui基本条件。
3、安装条件的影响:
3.1、振动:
  尽管设计流量计时已考虑承受管线系统的振动,但是振动频率接近传感器振动频率,会严重影响流量计的准确度。安装传感器时,应尽量使它远离振动源,如泵、压缩机和电动机等。
3.2 、多台传感器振动干扰尺寸和型号相同的传感器以相同的频率工作时,会把振动的能量传给临近的流量计,因而产生计量误差。
3.3 、机械应力传感器对由安装管线引起的轴向、径向和扭转应力都会较为敏感。
3.4、速度分布不均匀和有涡流对流量计的测试表明,流速分布不均匀,包括涡流,对流量计性能有影响,但影响很小或没有。
3.5 、电磁或无线电频率干扰强磁场会影响传感器发出的电磁信号,所以流量计传感器和电子线路一定要安装在远离无线电频率和电磁干扰源的地方,如变频电机、变压器、无线电发射机、大型的开关设备和高压电缆等。
4、流量计 K 系数影响:
  采用质量流量计计量交接时,计算油品重量,方法如下:m = m1× F × MF式中: m—油品交接量,单位: kg;m1—流量计累计量的读数( 后表底数 - 前表底数) ,单位:kg;F - 空气浮力修正系数;MF- 流量计系数。
  一般情况下规定的 F 值为: 柴油: 0. 9987,汽油( 含乙醇汽油调和组份油) :
  流量计现场检定能确定科里奥利流量计在实际操作条件下的流量计系数,通过改变流量计系数( MF) 或 K 系数可以把显示量调整为实际量。检定过程主要是通过改变流量计 K 系数,来改变检定时流量计系数( MF) ,从而直接影响油品的直接交接量。针对 K 系数的复核工作,日常工作中一定要进行关注,K 系数的可以从两方面对其进行监控,一是对流量计上锁,是人员无法对其进行操作; 二是增加油品交接过程中 K 系数的复核工作,即双方计量人员定期对流量计 K 系数进行复核。影响质量流量计运行准确性的因素较多,实际运行中还需要更加深入的研究分析,以上只是个人结合实际工作对质量流量计因素的浅薄分析,不足之处感谢批评指正。

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