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        質量流量計在交接計量中存在的問題及對策

        發布時間:2019-10-06 09:39:15 瀏覽:

        0 引言

        質量流量計與其他流量計相比具有密度、溫度、壓力的自動補償功能,可直接測量介質質量流量,所以在動態計量領域得到了廣泛的普及和應用。但從現場的實際使用情況來看,面臨的問題還很多,還存在著許多缺陷需要彌補。

        1 存在問題

        目前我公司的油港碼頭和鐵路棧橋裝車計量系統都采用了質量流量計作為油品交接計量器具。隨著計量精度的提高,客戶虧量事件越來越多,列舉如下。

        1.1 棧橋裝車計量

        表1是我公司用棧橋裝車計量系統發往河北3#噴氣燃料差量的計量數據調查表。

        由表1的計量數據可知,我公司發油量大于對方收油量,對方采用手工檢尺計量接收油量,即質量流量計的示值(發油量)大于槽車的檢尺計量值(收油量)。

        1.2 油港裝船計量

        油港裝船計量以前采用的是刮板流量計,現改用質量流量計。表2是采用質量流量計前后裝船計量的數據情況對比。

        表1 收、發雙方計量數據統計表     下載原表

        表1 收、發雙方計量數據統計表

        表2 采用質量流量計前后數據對比     下載原表

        表2 采用質量流量計前后數據對比

            下載原表

        表2 采用質量流量計前后數據對比

        從表2可以看出,罐量與表量的相對誤差由更換前的0.15%減小到-0.10%,船量與表量的相對誤差由更換前的-0.14%減小到-0.05%。表面上看計量精度似乎提高了,誤差也減小了,但其實質是由于質量流量計的計量示值增大所致。

        1.3 計量裝置

        目前我公司有近30%的計量點改用了質量流量計,有些流量計使用效果良好,但也有一部分流量計不能正常報量。例如“富柴油出裝置”質量流量計:編號:800197;量程:0~36t/h;型號:ZLJC36/D50。

        正常流量應該在12t/h,但在使用中發現,每隔一段時間質量流量計顯示超量程(國內某廠生產的質量流量計在超量程時,儀表指示回零)。排除柴油產量增加因素后,將質量流量計從管線上拆下,發現介質呈泡沫狀,導致質量流量計指示超量程。

        2 分析原因

        從上述三個情況可以看出,質量流量計雖然經過計量標定,但是現場實際情況遠非檢定實驗室的理想狀態,并且現場的情況是隨機變化的。諸如介質汽化、電磁干擾、機械振動等等都是不確定因素。

        2.1 棧橋裝車計量差量原因

        從表1的數據可以看出:誤差=對方收量-我公司發量。也就是說改用質量流量計后,發油量比收油量有所增加,從而導致用戶虧量。

        2.2 油港裝船計量差量原因

        相對誤差的減小只是一種表面現象,由相對誤差公式:相對誤差=(測量值-標準值)/標準值,即:罐與表量相對誤差=(罐量-表量)/表量。

        當表量增加時,相對誤差減小,也就是說質量流量計的測量值大于原刮板流量計的測量值,即在減小相對誤差的同時,也增加了用戶虧量的概率。并且罐量和表量亦非標準值或真值,沒有參照的價值,更沒有說服力,它只是一種算術運算。

        2.3 裝置計量差量原因

        第三種情況比較明顯,且很容易說明問題。當介質汽化嚴重,導致儀表超量程是能夠發現的。而管線中介質汽化不嚴重,儀表出現指示偏大的現象是很難發現的。如果用于貿易結算計量就會造成用戶虧量。

        3 制定對策

        3.1 影響因素

        影響質量流量計準確度的因素有:現場振動、工藝壓力、溫度效應、長期穩定性、零點穩定性、流量系數及應力等相關影響因素。其缺點是:

        1)零點不穩定形成零點漂移,影響其精確度的進一步提高;

        2)不能用于測量低密度介質(如低壓氣體),液體中含氣量超過某一限值(按型號而異)會顯著影響測量值;

        3)對外界振動干擾較為敏感,為防止管道振動影響,大部分型號的流量傳感器安裝固定要求較高;

        4)部分流量計設計流速高,壓力損失較大;

        5)測量管內壁磨損腐蝕或沉積結垢會影響測量精確度。

        3.2 相應對策

        經過上述分析,使用質量流量計應注意以下問題:

        1)關注零點,區分零點漂移和零點變化,及時對零點進行校正。對質量流量計調零必須在安裝現場進行。待流量傳感器排盡氣體,充滿待測介質后再關流量計前后閥門,在接近工作溫度的條件下調零。

        2)根據溫度、壓力變化情況及時進行溫度、壓力修正。質量流量計的溫度效應也影響測量敏感結構的剛度及結構屬性。溫度效應分環境溫度效應、工藝介質溫度效應。如果環境溫度有20℃的變化,將帶來的流量測量誤差為0.3%。由于環境溫度效應,流量計在冬季及夏季轉換時要進行溫度修正;當介質工藝溫度發生變化時,帶來傳感器中不均衡的變化,造成流量零點的變化。這可根據現場的介質工藝溫度變化范圍,選擇中間的溫度進行零點標定,減小流量零點的溫度效應。

        工作壓力每升高0.1MPa,質量流量計會產生-0.17%~-0.12%的附加誤差,即當工作壓力高于檢定壓力時,每高出0.1MPa質量流量計會產生約為-0.15%的附加誤差。而當工作壓力低于檢定壓力時,每低于0.1MPa質量流量計會產生約0.15%的附加誤差。流量計在標定站標定壓力一般在0.2MPa左右,標定介質多數為水,但是質量流量計安裝后實際工作壓力比標定壓力高好幾倍。需要壓力校正系數進行修正。校正系數按下列公式進行:

        新的流量系數=給定流量系數×[1+Kp×

         

        式中:Kp為壓力對流量的校正系數;P操作為測量時壓力,k Pa;P校正為校正壓力(標定壓力:一般為200kPa)。

        3)在新建裝置及檢修中對流量計要無應力安裝。對于大型質量流量計在安裝時應先進行預制安裝,然后根據直管長度直接固定在支撐架上,將流量計吊裝無壓力焊接。質量流量計在工作時應保持傳感器振動,而管線不應有振動,所以管線上下游應加管卡,將管線穩定地固定在支架上,管線支撐應盡量靠近法蘭,不要在傳感器外殼上加任何支撐。

        4)安裝環境應避免有振動和強電磁場的影響,如機、泵振動區域。

        5)由于質量流量計實際流通口徑較小,要避免計量介質通過質量流量計時汽化,應根據介質飽和蒸汽壓大小在流量計出口端安裝自力式調壓閥,通過壓力調整防止汽化。對于汽化現象造成的影響,通常采用在流量計的下游,保持一定背壓的方法解決,最小背壓根據下式計算:

         

        式中:Pb為流量計最小背壓,Pa;ΔPb為最大流量時流量計的壓降,Pa;PC為油品的飽和蒸汽壓,Pa。

        6)對用于貿易結算計量的質量流量計,要有相應的監測措施。即在用質量流量計進行貿易計量時,必須進行手工檢尺計量,對質量流量計的計量結果進行計量監測,防止隨機干擾帶來的計量誤差。

        4 結束語

        有很多單位不了解質量流量計的原理和性能,認為可進行密度和溫度的補償,就是一種萬能的計量器具,這是一種主觀意識行為。只有合理的選擇,正確的使用,才能真正發揮質量流量計的優勢。質量流量計是一種有發展前途的新型儀表,相信隨著儀表技術的不斷完善和發展,質量流量計將在下一個世紀成為流量測量最主要的器具之一。

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