影响质量流量计计量精度的因素有「影响质量流量计准确性的外在因素分析」

质量流量计以其精度高、质量直接测量、阻力部件少、维护量小等诸多优点被广泛应用于石油石化、管道、冶炼、医药等行业.但由于其制造工艺复杂、组态参数复杂,在使用过程中往往不能达到其应有的精度,甚至与真值相差甚远.针对零点对质量流量计的影响进行分析,较好地解决了现场使用中的问题.

1.质量流量计工作原理

在科里奥利力的作用下,流体在两根测量管内随测量管振动的同时,在测量管的两臂产生两对力的大小相等、作用相反、垂直于测量管的作用力,使两根测量管同时发生形变.固定于两根测量管两臂上的一对检测线圈,所产生的正弦波形的感应电动势在测量管形变的作用下,出现正比于测量管形变大小的相位差.根据F等于ma,通过检测相位差的大小,推导出质量流量的大小.

质量流量计的优点：

1）直接测量质量流量.其他的流量计,比如速度式流量计、容积式流量计所得的质量,是由測量的体积和密度计算而得.由于环节多,容易出现人工误差,质量流量测量精度影响因素多,控制难度大.2）温度、压力对流量计的影响小.从工作原理上看,温度和介质压力对质量流量计测量结果无关.尽管如此,艾默生厂家也考虑到测量管温度和介质压力变化会引起振动管刚性的变化.从质量流量计结果计算公式可以看出,质量流量计已对测量管温度和介质压力进行了精细修正,以补偿由于测量管温度和介质压力引起测量管刚性变化带来的测量误差.所以,质量流量计已将温度、压力对流量计的影响降低到很小.

2.影响质量流量计准确性的外在因素分析及处理

2.1电磁干扰

由于传感器是通过激励线圈使测量管产生震动的,如果流量计工作区域附近有较大的磁场干扰,会对测量结果造成影响.处理方法：泵、电机等能产生电磁干扰的设备与流量计间隔至少3米以上,仪表走线要避开可能产生电磁干扰的设备.

2.2震动

质量流量计正常工作时,测量管处于震动状态,对外来震动非常敏感,如果在流量计安装区域存在其他震动源,震动源的震动频率会影响质量流量计测量管的震动频率,引起流量计的异常震动和零点漂移,造成流量计量误差.处理方法：流量计本身应加坚实的支撑或减振板,隔离管道振动；同时做好小流量切除.

2.3两相流

由于流量管对驱动电流本身有限制,一旦为了保持流量管的震动而使输出的电流超出范围,流量计将无法准确测量.处理方法：（1）改善物料发运的工况条件,使其含有的气泡尽可能均匀分布,达到流量计正常计量的要求；（2）质量流量计上游安装消气器,尽量减少气液混合现象；（3）严格按照质量流量计安装规范安装,测量液体物料的流量管朝下安装.

3.常见质量流量计应用

3.1一体化质量流量计的应用

3.1.1使用要领

1）安装时应注意流体方向和变送器标示方向一致.T型的扁平正面应迎接流体.2）推荐安装直管段为上流10倍管道直径,为5倍管道直径.3）安装方式可垂直、水平或斜插,但方向应在与管道方向垂直的平面内.最大偏离不能超过中心线的10.4）变送器的进线口应注意密封,防止潮湿进入,内部电子元件的环境温度不超过60℃.

3.1.2现场维护

3.1.2.1现场校零

现场校零步骤如下.1）打开正压室排水阀,待冷凝液流出后关闭.目的是将冷凝液内的空气排出.2）打开负压室排水阀,待冷凝液流出后关闭

3.1.2.2注意事项

定期巡视检查,查看设备运行状态,是否有泄漏等其它异常情况,由于是测量蒸汽介质,注意预防被蒸汽管道烫伤和被蒸汽灼伤.尤其正、负压室截止阀要慢慢打开,防止蒸汽突然喷出灼伤.

3.2科氏质量流量计

3.2.1科氏质量流量计组成

科氏质量流量计由传感器和变送器两大部分组成.其中传感器用于流量信号的检测,主要由法兰、分流器、流量管、驱动线圈、检测线圈和驱动、检测磁钢、外壳构成；变送器用于传感器的驱动和流量检测信号的转换、运算及流量显示、信号输出,主要由电源、驱动、检测、显示、输出等部分电路组成.流量管中带有的Pt100温度电极,测得流体温度.测量出的温度,用于在线流量测量时对测量管的温度补偿,也可作为独立的温度信号输出.U型流量管与分流器、隔振固定板,采用真空焊接而成.

3.2.2科氏质量流量计的分类

科氏质量流量计有很多种类,按测量管数量可分为单管型和双管型；按测量管形状可分为弯曲形和直形,弯曲形的测量管也分U形、Ω字形、三角形、直管等；按测量管材质分有316L、904L、哈氏C-22合金、钛、钽等；按流量计安装方式分有法兰、螺纹、卡箍、Swagelok等.

3.3热式质量流量计

热式质量流量计是采用热扩散原理直接测量气体质量的流量计,无须温度和压力补偿,同时可以测量介质的温度,与其他常用流量计相比,具有量程比宽、抗振性能好、低流速时输出信号灵敏度高等特点.

由于核电项目的特殊性,核岛内主要使用容积式流量计和叶轮式流量计来进行气体流量测量,如涡轮流量计、浮子式流量计和旋进旋涡流量计等,较少使用质量流量计.防城港核电站1号机仪表压缩空气分配系统（SAR）气源管道上流量计SAR001MD原型号为涡轮流量计,在使用过程中发现小流量工况下该类型流量计测量不准确,波动频繁,线性度较差等问题.通过分析系统状况及各类型流量计特点,现场尝试使用FOX公司FT3型热式质量流量计对原涡轮流量计进行了改造,改造后的测量值波动幅度大幅减小,没有回零现象发生.

热式质量流量计基于热扩散原理,其典型传感器元件包括两个铂热电阻,当这两个热电阻被置于流体中时,其中一个被加热,另外一个用于测量介质温度,两个热电阻之间的温差与过程流速及过程机制的性质有关,根据测量方式的不同又分为恒温差法、恒功率法.Fox公司生产的FT3型属于插入式恒温差法流量计,即保持两个热电阻之间的温差恒定.

我国成品油长输管道里程数越来越多,更多的质量流量计将应用到各个计量交接站点,质量流量计日益重要.自动化通信技术的飞速发展,建议将质量流量计零点、活零点、报警信息等参数实时上传至远程诊断系统,并存入历史数据库,对关键数据进行实时监控.一旦发现活零点超限、误差曲线变差等情况,及时组织进行自检、调零、复检或检定等作业,及时解决问题,使流量计数据、误差曲线变差的情况迅速得到纠正,以确保质量流量计的计量准确度,维护贸易交接的公平公正性,保证相关方的经济利益.