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)。現(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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)與管道直徑相同的殼體和一個(gè)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?？评飱W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(gè)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(gè)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。