摘要(yào):文章通過(guò)對比主流(liú)氫氣流量(liàng)計 的測量(liàng)原理,分析(xi)流量計在(zài)測量介質(zhì)爲氫氣時(shi)産生的誤(wu)差原因,有(yǒu)針對性的(de)提出合理(lǐ)的解決方(fāng)案,提高氫(qīng)氣計量精(jīng)度🏃🏻‍♂️。
0引言
　　氫(qing)氣具有能(néng)量密度高(gao).熱轉化效(xiào)率高、無污(wū)染,故氫能(néng)的💰發展前(qian)景十分光(guāng)明,受到了(le)各行各業(yè)的廣泛關(guan)注和應用(yong),例如用于(yu)高🥵能燃料(liào)、石化工業(ye)原料、冶金(jīn)工業還原(yuán)劑及金屬(shǔ)🥰高溫加工(gōng)中的保護(hù)氣等。氫氣(qi)既是石🆚油(yóu)煉制和🏃🏻石(shí)油化工的(de)副産品☁️,又(you)是石油🔴煉(liàn)制和石油(you)化工加氫(qing)工藝過程(chéng)的重要原(yuán)料資源。當(dang)前重質原(yuán)油、高含硫(liu)原油對石(shi)油煉化公(gōng)司的渣油(you)加氫及加(jia)氫裂化的(de)裝置處理(lǐ)能力不斷(duan)提高,在油(you)✊品市場對(dui)質量的不(bú)斷升級要(yao)求下，進一(yī)步推動高(gao)耗氫的加(jiā)氫裝置全(quán)面發展,使(shi)得煉化公(gōng)司對氫氣(qi)的需求量(liang)和品質逐(zhú)年提升,氫(qing)氣的生産(chan)管理逐漸(jian)成爲影響(xiang)煉油廠效(xiao)益的主要(yào)因素之-凹(āo)。
1流量計的(de)選擇及計(jì)量誤差分(fen)析
　　由于氫(qīng)氣在元素(sù)周期表中(zhōng)分子量最(zuì)小，密度低(di),要準确計(ji)量♌就非常(chang)不容易。要(yao)正确的選(xuan)擇達到計(ji)量要求的(de)流量計,不(bú)僅要熟👈悉(xī)各種流量(liang)計的結構(gou)原理,還應(ying)根據實際(ji)使用情況(kuàng)考慮以下(xia)幾個方面(miàn):流量計的(de)性能、測量(liàng)介質的特(te)性✌️、現場安(an)裝要求環(huán)境♈因素、流(liu)量計🌍的價(jià)格。才能選(xuan)取合适的(de)流量計進(jìn)行氫氣計(jì)量。
1.1節流式(shì)流量計
　　節(jiē)流式流量(liang)計是一種(zhong)典型的 差(chà)壓式流量(liàng)計 ,是目前(qian)工業生産(chan)中用來測(cè)量氣體、液(ye)體和蒸氣(qì)流量的最(zuì)常用的一(yi)種流量儀(yí)表D。由安裝(zhuāng)在管道中(zhong)的‼️節流件(jiàn)和測量差(chà)壓并顯🚩示(shi)流量的 差(cha)壓變送器(qì) 組成。優點(dian)在于:(1)結構(gou)簡單,安裝(zhuang)方便,工作(zuò)可靠,成本(běn)低,能滿足(zú)工程測量(liàng)的需要。(2)使(shi)用曆史長(zhǎng),有豐富的(de)☎️、可靠的實(shí)驗數據,設(shè)計加工标(biao)準化,不需(xū)要進行實(shí)際标定,也(yě)能在已知(zhī)的不确定(dìng)✔️的範圍💰内(nèi)進行流量(liang)測量凹。
　　以(yi)節流式流(liu)量計應用(yòng)最廣泛的(de)标準件一(yi)标準孔闆(pan)爲例,在設(she)計計算時(shí),需要提供(gòng)測量介質(zhi)氫氣的工(gong)況壓力.工(gong)況🔞溫度、最(zui)大流量、最(zui)小流量、常(cháng)用流量、介(jie)質粘度值(zhi)、密度值等(děng)參數,而⭐實(shí)際工💘況與(yǔ)設計工況(kuang)發生變化(hua),一-般做法(fǎ)是進行溫(wen)度壓力🏃補(bu)償進行校(xiao)正。氣體節(jie)流式流量(liàng)計補償公(gong)式:

　　式中:V實(shí)爲實際工(gong)況的介質(zhi)标況體積(ji)流量(Nm3/h);V設爲(wei)設計🚩工況(kuàng)的🔴介質标(biao)況體積流(liú)量Nm/h);P矢爲設(shè)計工況的(de)介質密度(du)(kg/m3);ρ設爲設💜計(jì)工況的介(jiè)質密度(kg/m3);ρ實(shí)爲實際工(gong)況的介質(zhì)絕對壓力(li)(MPa);ρ實爲設計(jì)工況的介(jiè)質絕對壓(ya)力(MPa);T實爲實(shi)際工況的(de)介質溫度(du)(K);T設爲設計(jì)工況的介(jiè)質🙇🏻溫度(K)。
　　由(yóu)(1)式得,實際(ji)測量必須(xu)對測量流(liú)量值進行(háng)溫度壓力(lì)補償,否則(zé)直接影響(xiǎng)節流式流(liu)量計的準(zhun)确性。
　　但即(jí)便經過溫(wēn)度壓力補(bu)償後的流(liu)量值,其應(yīng)用也不理(li)想，主要表(biao)現在:(1)量程(cheng)比小,測量(liang)準确度不(bu)高,一般爲(wèi)3%。(2)節流件在(zài)🔞設計計算(suan)時介質參(cān)數是固定(dìng)值,在♋實際(ji)使用的介(jiè)質參數卻(que)因與設計(ji)值☁️不同,而(er)形成💯較大(da)的差🥰異,數(shu)據可信度(dù)不高。(3)在被(bei)測氣體組(zu)份發生變(biàn)化，實際密(mi)度偏離設(shè)計密度,而(ér)産生流量(liang)測量誤差(cha)。
上述因素(sù)都直接影(yǐng)響到流量(liàng)計的準确(que)性,實際應(ying)♍用❗是達不(bu)到計量精(jing)度要求的(de)。
1.2速度式流(liu)量計
　　速度(du)式流量計(ji)是基于與(yu)流體流速(sù)有關的各(gè)種物理現(xian)象,儀表的(de)輸出與流(liú)速有确定(dìng)的關系，即(ji)可知♍流體(tǐ)的體積流(liu)量。常用氣(qì)體計量的(de)流量計有(you): 渦輪流量(liàng)計 、旋進式(shi) 渦輪流量(liàng)計 、 旋進式(shì)漩渦流量(liang)計 . 超聲波(bo)流量計 等(deng)。渦輪流量(liang)計因有機(jī)械轉動部(bu)件,且渦輪(lún)轉速高♋,維(wéi)修量大而(ér)🚩應用逐漸(jian)減少。漩渦(wo)流量計也(yě)因爲介質(zhì)組份.溫度(du)和壓力補(bǔ)償🚩等等因(yin)素影響，應(yīng)用效果也(ye)不理想,其(qí)測量精度(dù)🐆也基本不(bu)能滿足計(ji)量的要求(qiu)。
　　旋進式漩(xuán)渦流量計(jì)和旋進式(shi)渦輪流量(liàng)計具有信(xìn)号🚶‍♀️強、低流(liu)速特性好(hǎo)的優勢,測(ce)量氫氣工(gōng)況流量的(de)同時🔴還能(néng)♍測量工況(kuang)溫度💞和壓(ya)力,直接采(cǎi)集溫度和(hé)💋壓力信号(hào),在流量計(ji)内進行溫(wen)度壓力補(bǔ)償轉換爲(wei)标況流量(liang)。相關數據(jù)不僅可就(jiù)地指示還(hai)🌈能通過(4~20)mA模(mó)拟信号和(hé)RS485通訊到DCS機(jī)櫃室進行(háng)顯示和積(jī)算。在量程(chéng)範圍的20%~80%可(kě)以正常工(gōng)作,但在實(shí)際使用中(zhong)還是🌏有很(hěn)多因素制(zhi)約着流量(liang)計的準确(què)度，如流量(liang)計是用壓(yā)💜縮空氣進(jin)行的檢定(dìng),用于溫度(du)壓力補償(chang)測量的傳(chuan)感器的檢(jian)定則被忽(hu)視，使用中(zhong)的雜質和(hé)含水🌍的影(yǐng)響，低流量(liàng)的小信号(hao)切除等問(wèn)題，高流量(liang)下的共振(zhen)問題等,都(dou)使無故障(zhang)運行周期(qī)得不到保(bao)障，最終應(ying)😘用效果也(yě)不理想。
超(chao)聲波流量(liàng)計因氫氣(qì)密度小的(de)原因,測量(liàng)精度不能(néng)滿🙇‍♀️足📱要求(qiu)而應用較(jiào)少。
1.3質量流(liú)量計
　　質量(liang)流量計有(yǒu)直接式和(hé)間接式二(èr)種,本文隻(zhi)讨論科裏(li)奧利質量(liang)流量計。科(kē)裏奧利質(zhi)量流量計(jì)是利用流(liu)動的介質(zhi)與振蕩管(guan)之間的相(xiang)互作用而(er)産生♍的科(kē)氏🍓力,使振(zhèn)蕩管出入(ru)口安㊙️裝的(de)檢測線圈(quān)檢測産生(sheng)的相位差(chà)來直♻️接測(cè)量質量流(liu)量的🥰儀表(biǎo)。一般由振(zhen)動管與轉(zhuǎn)換器組成(cheng),振動管(測(cè)量♈管道)是(shi)敏感器件(jian),有U形、S2形、環(huán)形、直管形(xing)及螺旋形(xing)等幾種形(xíng)狀凹。
質量(liang)流量計不(bu)僅可直接(jie)測量通過(guò)流量計的(de)介質質量(liang),還🏃‍♂️可測量(liàng)介質的密(mi)度溫度,具(jù)有測量精(jing)度高,受介(jie)質物性影(yǐng)響小，無上(shang)下遊直管(guǎn)段的優點(dian),輸出信号(hao)多樣,在能(néng)源、石油化(hua)工産業.化(hua)學等行業(ye)的應用越(yue)來越廣,不(bu)論是氣體(ti)還是液體(tǐ)測量☁️,尤其(qi)在裝車和(he)貿易交接(jiē)提供了非(fei)常好的解(jie)決方案。
　　質(zhì)量流量計(ji)在測量混(hun)合氣的氫(qīng)氣質量時(shi),非氫氣的(de)介質所帶(dai)來的誤差(chà)不容忽視(shì)。在氫氣貿(mao)易交接♌中(zhong)常以純氫(qing)的🌈标況體(ti)積數據結(jié)算,若由測(cè)量的質👨‍❤️‍👨量(liang)直接轉換(huàn)爲💞純氫标(biāo)🐇況體積🍓,将(jiang)産生超出(chu)氣體貿易(yi)交接的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻質(zhì)量流量計(ji)精度的計(jì)量誤差,以(yǐ)氫氣1氮氣(qì)體積比爲(wèi)例，氫氣體(ti)積濃度每(mei)降低0.1%,純氫(qīng)的質量比(bi)數據将降(jiang)低1.3%,應根據(ju)在線分析(xī)數據及時(shi)修正計🌍量(liàng)交接修正(zhèng)系數🔴,減少(shǎo)需方經濟(jì)損失。
2應用(yong)和建議
2.1節(jie)流式流量(liang)計在實際(jì)使用中應(yīng)關注的事(shi)項
(1)定期排(pái)空節流式(shi)流量計的(de)膜盒中積(jī)液。
(2)标定的(de)差壓值對(duì)應的流量(liang)量程與積(ji)算量程設(shè)置⛹🏻‍♀️是否--緻(zhì)。
(3)定期修正(zheng)因氫氣組(zǔ)份變化對(duì)工況密度(du)的造成的(de)影響❄️。
2.2速度(du)式流量計(ji)
　　旋進式漩(xuan)渦流量計(ji)和旋進式(shì)渦輪流量(liang)計在離線(xian)标定💘的🏒同(tong).時,對溫度(dù)和壓力變(biàn)送器進行(háng)檢定校準(zhǔn)，并将修正(zheng)值輸入積(jī)算放👅大器(qì)中。因氫氣(qì)質量小，需(xu)合理設置(zhi)零點切除(chú)值，避免無(wú)流量有幹(gan)擾小流量(liang)和切除值(zhí)過大而小(xiao)流量缺失(shi)計量的發(fā)生。增加現(xiàn)場維護,定(dìng)期對機械(xiè)運轉軸承(cheng)加油,減小(xiǎo)渦輪始動(dòng)🐆的系統誤(wù)差。
2.3質量流(liu)量計
　　在實(shi)際應用中(zhong),必須及時(shí)零點标定(dìng)操作,以消(xiāo)除環⭕境溫(wen)度變化和(he)安裝産生(shēng)的管線應(yīng)力,消除零(líng)點漂移。另(lìng)外還需要(yao)定期計量(liàng)比對核查(chá),計量數據(jù)偏小就要(yao)考慮旁路(lù)閥内漏👨‍❤️‍👨的(de)影響，其必(bì)須研磨打(da)壓測試閥(fa)門的密封(feng)性直至更(geng)換。貿易交(jiao)接的氫氣(qi)質量流量(liàng)計,應根據(ju)在線或離(li)☀️線氣體分(fen)析儀測量(liang)的體積百(bǎi)分比和組(zǔ)成,折算純(chún)氫質量比(bǐ)進行修正(zheng),再換算成(cheng)标況體積(jī)進行貿易(yì)計量結算(suan)。
3結語
　　氫氣(qì)計量在實(shi)際使用中(zhong),應根據對(dui)計量精度(du)的要求,本(ben)🤞着♻️經🎯濟合(he)理的原則(ze),選用流量(liàng)計,對裝置(zhì)内部物料(liào)供需的企(qi)🐇業内部計(ji)量,可采用(yòng)一體化溫(wen)度壓🍓力補(bǔ)償的标準(zhun)噴嘴流量(liàng)計,現場分(fèn)析氫氣組(zǔ)成,定期修(xiu)正密度系(xì)數,降👈低計(jì)量誤差;對(dui)貿易交接(jiē)計量🐉的氫(qīng)氣流量🌈計(ji)。

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