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质量流量计的应用
关键字:质量流量计    日期:2012-12-12 8:47:03

本文地址:http://www.tjbhly.com/news/zllljdyy25/
文章摘要:质量流量计的应用,何足挂齿潦原浸天请务必,弊衣蔬食人祸鸟覆危巢。

质量流量计的应用
    在我国,生产过程中的物料平衡、生产管理中的经济核算以及贸易交接过程中的计量,大都是以“质量”单位为基准的。采用差压式、容积式、速度式流量汁以及检测容量的

方法如油罐的人工检尺等测得的都是流体的体积量。随着工况的变化,流体的一些特性参数如温度、压力、密度、粘度等都会发生变化,在工况变化大的场合,上述测量方法往往

达不到准确测量流体质量流量的目的。因此,发展直接式质量流量计,对于交接计量和过程控制有着十分重要的意义。    ,
    质量流量计的应用以科氏力式质量流量计的应用最为广泛,它主要是以测液体介质为主,也可用于中、高压气体介质的测量。量热式质量流量计多用于单一成分或固定组分的

混合气体的测量。冲量式质量流量计则用于一些散状固体物料流的测量。
    科氏力式质量流量计,由于具有测量准确度高、量程比宽、适用介质范围广、可靠性好等特点,已在各个工业领域中得到很好的应用。,例如:在化学工业中,它可测量酸、

碱、乙烯、丙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、多元醇、催化剂浆液、乳液、各种聚合物、冷冻剂等多种介质;在石油工业中可测量各种油(汽油、煤油、柴油、燃料油、渣油、原油等

)、液化石油气、液化天然气、润滑油、液体沥青;..在制药行业中可测量酒精、发酵浆液、维生素、药丸涂层等各种液体;在食品工业中可用来测量牛奶、蛋浆、巧克力、黄

油、啤酒、奶酪、果汁及面包生面浆等食品浆液;在造纸工业中可测量纸浆、涂料、过氧化氢、二氧化钛等各种原料浆液。在这些应用中,解决了许多过去难以解决的复杂介质质

量流量的测量问题,使流量测量技术得到了很大提高。下面就质量流量计在各应用领域里的具体使用情况作一些概略性的介绍。
    在交接计量中的应用
    质量流量计在交接计量中的应用按其使用的场合可分为装置间、厂际间及进出厂贸易交接。按其所测的介质可分为一般液体介质、高粘度液体介质、气体、散状固体物料及双

相、双组分等复杂介质的测量。
    一、一般液体介质
    所谓一般液体介质是指那些粘度不是很高、温度在常温范围内、物理和化学性质不很特殊的液体。如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙二醇等。
    目前,对一般液体介质的测量多采用的是油罐的人工检尺或容积式流量计,在实际操作中要将体积量折算成质量,这不仅要考虑到仪表本身的准确度,还需考虑温度等参数的

影响以及操作过程中的偏差。使用科氏力式质量流量计则避免了后者带来的偏差。
    作为一个应用实例,表6-1给出了科氏力式质量流量计计量70#汽油、90#汽油、柴油,与油罐的人工检尺的比对结果;表6-2则记录了科氏力式质量流量计汁量石脑油,与椭圆

齿轮流量计的比对数据。
    表6-1  科氏力式质量流量计和油罐人工检尺
’    测量汽油、柴油的数据对比
表6-2科氏力式质量流量计和椭圆齿轮流量计
测量石脑油的数据对比
从表6-1和表6-2中可以看出,科氏力式质量流量计与油罐的人工检尺或容积式流量计的计量结果相比,有一定的差异。实际上,因科氏力式质量流量计的客观性强于人工检尺和容

积式流量计,故采用科氏力式质量流量计计量的可信度较高,准确度也较高。
    二、高粘度液体介质
    高粘度液体介质是指如原油、重油、渣油等具有较高粘度的液体。过去测量这类液体大多采用容积式流量计,也使用其他的一些流量计如靶式流量计等,但这些流量计直接测

出的是液体体积,不是质量,而且测量结果受温度、粘度等参数的影响很大。目前,在测量高粘度液体的流量时,有许多地方已采用科氏力式质量流量计来取代上述流量计,并取

得了良好的应用效果。
    应用实践表明,科氏力式质量流量计适合于在高粘度液体介质条件下工作,且可靠性好,准确度高。但在其使用中,也存在一些要注意的问题,如介质粘度较高,容易在测量

管管壁上粘结,形成“挂壁”现象,从而对测量管的振动频率产生影响,降低测量准确度。当工艺条件为间歇送料时,这一问题更要予以注意。“挂壁”主要通过管线吹扫和良好

的伴热保温来消除。另外,从管线流程工艺的角度来考虑,介质粘度较高,会在流量计处形成一个较大的压力损失。科氏力式质量流量计产生的压降因设计和选型而异,但总体上

比其他流量计要略大,这是由于测量管径一般比工艺管径小;通过质量流量计测量管的液体流速增加等原因。上述问题在液体粘度很高且质量流量计安装在一个低压系统时需认真

对待。当液体粘度相当高而接近非牛顿流体时,液体在管线中流动时可能会具有难以预测的高粘度,(因为所测定的采样液体的静止粘度与流动状态下实际粘度不同)从而对工艺

造成不利的影响。这时,须将管线进、出口压力以及整个管线的各压降因素综合起来考虑。
    三、气体
    一般情况下,直接测量气体的质量流量,可以采用量热式质量流量计。如本书第一章中曾指出的,各种量热式质量流量计对气体质量流量的测量都是以被测气体的定压比热容

cp为恒定值作为设定条件的。
    对于单一成分的气体,由于气体分子的组成不同而各有不同的定压比热容。从热力学理论可知,理想气体的定压(摩尔)比热容为:
  
式中R-(摩尔)气体常数;R=8.31J/mol.K;
    f——气体分子的自由度。对于单原子气体,/=3,对于
    双原子气体,/=5,对于多原子气体,/=6。
    从式(6 -1)可以看出,理想气体的定压比热容是一个只与分子的自由度有关的量,而与气体的温度、’压力无关。
    实际上,对单原子及双原子的气体来说,Cp的实验值与理论值相接近,三原子以上的气体,cp的实验值与理论值差异很大。实验证明,各种气体的定压比热容还与气体的温度

有一定的关系。当被测气体是混合气体时,定压比热容的值将会随组成比发生显著的变化。一般而言,在实际测量过程中,被测气体组成的变化是比较小的,这就为量热式质量流

量计的应用提供了基本条件。
    图6 -1是托马斯(Thomas)教授在实验室中所作的托马斯流量计与文丘利管、皮托管等的测量结果的比较,图中的文丘利管、皮托管对质量流量的测量数据是通过间接计算所得

。从图中可以看出,它们的测量结果是比较接近的。在实际应用中要注意,由于托马斯流量计的加热丝和感温元件是直接与被测介质相接触,因而不能用于易燃易爆和导电介质。
    量热式质量流量计的测量准确度,一般是以满量程百分比表示。以旁路管热式流量计为例,其满量程百分比准确度一般为±1.5%,准确度高的可达±1%,实际应用时要注意,

在量程的偏下限,质量流量测量的相对误差是比较大的c
    .....图6一l  托马斯流量计、文丘利管和皮托管测《量流量结果比较
    关于科氏力式质量流量计在测量气体质量流量方面的应用,IS0 10790中称它可以用于在一定限制条件下的气体的测量,而在()IML国际建议中则仅讨论了它对液体的测量。实

际上,在目前的使用中,科氏力式质量流量计除主要用于液体质量流量的测量外,在中、高压气体质量流量的测量方面也得到一些应用。
    对科氏力式质量流量汁而言,流体在流经测量管时,流体流动产生的科氏力作用在测量管管壁上,但对介质为低压状态的气体来说,一方面,因气体密度很小,气体流动产生

的科氏力很小,而且这个力还会引起气体的压缩,以致只有很小的信号传递到管壁上。这就要求用足够高的速度来产生一个足够强的信号,以利于测量.,但对于高速流体来说,

因信噪比的降低,会产生附加误差。对处于中、高压状态的气体,由于气体密度较大,所产生的科氏力也相应较大,在这种介质条件下,可以考虑选择科氏力式质量流量计来进行

测量.但要注意流量计的耐压性。
    下面介绍的是科氏力式质量流量计在乙烯汁量方面的一个应用实例。
    某厂原采用差压式流量汁来汁量乙烯,上、下游交接计量的差异,一般在4%~5%之间。为减小交接计量偏差,在乙烯管线上、下游供、收双方,分别改为安装科氏力式质量流

量计进行计量。当投运科氏力式质量流量计之后,上、下游交接计量的差异大为减小。表6-3和表6-4分别记录了高压乙烯和低压乙烯供、收双方的测量数据比对。由表中可以看出

,投运科氏力式质量流量计对解决计量纠纷起到了很好的作用。但上、下游两台质量流量计的差异小尚不能说明流量计达到了其标称的准确度。目前科氏力式质量流量计的标定都

是以水或油为介质来进行的,而气体和液体的物理性质不同,尤其是密度、粘度相差很大,尽管由科氏力式质量流量计的测量原理可近似地认为,质量流量计不受流体密度和粘度

的影响,然而若流体密度和粘度变化范围很宽,流量计的实际性能将受到影响。科氏力式质量流量计在测量气体时能否保持以水或油标定的仪表准确度尚待进一步探讨。由于流体

密度和粘度可能对仪表性能有附加影响,在IS0 10790中,建议检定时试验流体的特性尽可能模拟实际使用的介质的特性。表6-3科氏力式质量流量计测量高压乙烯供、收双方数据

对比

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