燃料氣流量測量儀表的正確選型

本文根據(jù)筆者多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，上海自儀公司介紹燃料氣流量測量儀表的正確選型，從燃料氣流量測量普遍采用差壓式“孔板”流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)等測量方式的測量原理、注意事項(xiàng)和應(yīng)用進(jìn)行了分析和比較，對如何解決影響燃料氣流量測量不準(zhǔn)原因進(jìn)行了研究和探討，并對安裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了應(yīng)用舉例，為正確選擇和使用好燃料氣流量測量儀表提供了建議和指導(dǎo)。

隨著我國及國際油品市場形式的不斷變化, 我國石油化工企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，科學(xué)技術(shù)和市場竟?fàn)幰哺蛹ち? 企業(yè)要在激烈的市場竟?fàn)幹姓痉€(wěn)腳跟, 必須用科學(xué)的管理方式和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)在我們企業(yè)內(nèi)部開展的成本考核、班組核算,業(yè)績合同指標(biāo)，正是加強(qiáng)企業(yè)管理, 向管理要效益的具體體現(xiàn), 為使上述工作順利實(shí)施, 首先必須保證計(jì)量能為企業(yè)成本考核、班組核算,提供準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)。

1 影響燃料氣流量測量不準(zhǔn)原因分析

燃料氣流量測量, 在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中普遍采用差壓式"孔板"、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等測量方式, 由于上述測量方式中采用的是容積式計(jì)量, 由于氣體是可壓縮的, 生產(chǎn)的變化、波動、壓力、溫度的變化使氣體的重度隨之變化。在實(shí)際燃料氣測量中, 必須將工作狀態(tài)下的燃料氣流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃料氣流量, 而“孔板”參數(shù)的設(shè)定, 渦輪流量計(jì)系數(shù), 渦街流量計(jì)的系數(shù)都是根據(jù)工藝條件設(shè)定的, 是一個固定常數(shù)。

（1）"孔板"流量測量方式

它的工作原理是: 在測量管道中安裝一個直徑比管徑為小的節(jié)流件時(shí),流體在管道中流動,由于流通截面突然縮小,流速必然要產(chǎn)生局部收縮, 流速加快, 根據(jù)能量守恒定律, 動壓能和靜壓壓能在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)換, 流速加快的結(jié)果必然要導(dǎo)致靜壓能的降低, 因而在節(jié)流元件的上下游之間產(chǎn)生了靜壓差。這個靜壓差的大小和流過流體的流量有關(guān), 所以可以通過此靜壓差來求流量。也可稱為差壓式流量計(jì)。

（2）渦輪氣體流量計(jì)

它的工作原理是: 渦輪流量計(jì)是速度式流量儀表,它是以動量矩守恒原理為基礎(chǔ)的, 流體沖擊渦輪葉片, 使渦輪旋轉(zhuǎn), 其旋轉(zhuǎn)的速度隨流量的變化而變化, 非常后, 從渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)中求出流量值。

工作狀態(tài)下的壓力、溫度的波動, 直接影響其測量的準(zhǔn)確度，由于它的測量是靠葉輪來實(shí)現(xiàn)的, 當(dāng)被測介質(zhì)液體含量較高時(shí),液體就會沉積在測量室的底部, 葉輪將不能正常轉(zhuǎn)動, 也將直接影響其測量精度。

（3）渦街(旋渦)流量計(jì)

它的工作原理是: 渦街流量傳感器是基于"卡門渦街"原理而研制的流體振蕩流量傳感器。傳感器殼體由一個與管道直徑相同的殼體和一個斷面為等腰三角形的旋渦發(fā)生體及檢測探頭構(gòu)成, 檢測探頭體置于旋渦發(fā)生體后側(cè), 當(dāng)流體經(jīng)三角柱時(shí), 在三角柱其后方兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦, 其旋渦的分離頻率與流體的流速V成正比與渦街發(fā)生體的速流面寬度d 成反比。由于旋渦分離在柱體兩側(cè)產(chǎn)生壓力脈沖, 在柱體后的探頭體產(chǎn)生交變壓力, 埋沒在探頭體內(nèi)的壓電晶體元件受交變應(yīng)力作用而產(chǎn)生交變電荷。檢測放大器將交變電荷進(jìn)行交換處理后, 輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電壓和電流脈沖信號, 脈沖信號頻率與流量成正比, 顯示儀表積算顯示。

2 解決燃料氣流量測量不準(zhǔn)的辦法及對策

（1）"孔板"流量測量方式

1) "孔板"應(yīng)安裝在被測燃料氣含液較小的場合。

2) 流量計(jì)必須定期校驗(yàn), 引壓管排空檢查,儀表零位調(diào)整。

3) 被測燃料氣要定期進(jìn)行組成分析,并根據(jù)密度變化對流量進(jìn)行修正。

（2）渦輪流量計(jì)

1)、渦輪氣體流量計(jì)必須安裝在被測燃料氣溫度、 壓力較穩(wěn)定的場所。

2)、渦輪氣體流量計(jì)應(yīng)安裝在被測燃料氣中含液、雜質(zhì)較少的場所。

3)、在使用過程中,機(jī)械轉(zhuǎn)動軸要定期注油，過濾器要定期清洗。

4)、渦輪氣體流量計(jì)應(yīng)安裝在被測燃料氣流量波動不是很大的場所。

（3）旋渦流量計(jì)

1) 它不同上述兩種流量計(jì)，可安裝在被測介質(zhì)溫度、壓力波動的場所，但必須配壓力、溫度變送器和智能流量積算儀并進(jìn)行溫、壓補(bǔ)正，前、后直管段有嚴(yán)格的要求。

2) 它不適合安裝在流速較小的計(jì)量點(diǎn)上，必須安裝在被測介質(zhì)流速較大的計(jì)量點(diǎn)上。

3 質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用

（1）工作原理

1、它的工作原理是基于受控的科里奧利力的產(chǎn)生。這種力產(chǎn)生在這樣的一種系統(tǒng)中，在其中同時(shí)存在著平移和角位移兩種運(yùn)動。科里奧利力的大小決定于移動物體（Δm）在系統(tǒng)中的速度（V），因此它是質(zhì)量流量的函數(shù)。代替固定不變角速度（ω）的是帶有震蕩系統(tǒng)兩個測量管反向震蕩并且構(gòu)成旋轉(zhuǎn)叉，這使振動系統(tǒng)與它的周圍環(huán)境隔離，科里奧利力作用于測量管引起管子震蕩相位的變化。

（2）質(zhì)量流量計(jì)的安裝

質(zhì)量流量計(jì)安裝應(yīng)注意以下幾個方面：

1）、垂直在管道安裝時(shí)，被測介質(zhì)通過傳感器向上流動

2）、當(dāng)被測的是在流動方向向下的那些使用場合時(shí)，在此傳感器低的橫截面上裝一節(jié)流孔可以防止測量管空運(yùn)轉(zhuǎn)。

3）、傳感器安裝在管路系統(tǒng)的非常高點(diǎn)可能積存空氣，此時(shí)將無法測量。

4）、П形出口管部分將形成靜壓，上升液柱的作用被下降液柱所抵消，此時(shí)將無法測量。

5）、傳感器不能安裝在接近很強(qiáng)的電磁場中和強(qiáng)震蕩場所，因?yàn)檫@將造成對測量管的干擾。

（3）質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用

1）、對被測燃料氣的要求：當(dāng)被測燃料氣在工況條件下是氣、液兩相時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)將不能工作，上海自儀公司質(zhì)量流量計(jì)對被測介質(zhì)要求必須是相對氣相或液相，在流量計(jì)選型時(shí)要注意。

2）、質(zhì)量流量計(jì)的流量范圍較寬，在計(jì)量儀表選型時(shí)應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)、合理的原則。