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浅议石化企业乙烯气体质量流量测量(二)

jhlu3  发表于 2009/7/9 14:54:46      1099 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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为防止以后再发生计量纠纷,三方技术人员达成以下两点共识。  

  1)明确计量交接地点。根据我国现行计量法规,在确认供主流量仪表符合有关计量器具的规定和要求,计量数据准确、可靠,应承认共方计量检测系统计量的数据为计量交接依据。需方若安装计量检测系统,监督供方仪表时,应该在供方流量计表后不太远的地方加装计量检测表。 

  2)需方加装监视供方的流量计时,为方便对量,要求选用与供方相同类型的流量计,并且都要求带温度、压力补偿环节。 
  上述两条意见实施后,再也没有发生过计量纠纷。几年期间,双方涡轮流量计运行一直比较正常说明原因分析正确,采取的措施和测量仪表的选型合理。 

2 仪表选型不当造成乙烯测量不准 

  北京燕山石油化工(集团)有限公司内部,气体乙烯测量和计量有一套是供方用涡轮流量计,型号为LWQ-40,最大流量为标准状况下14×103m3/h,精度为1.5级,并有温度、压力补偿环节;而用户有两个,一个选用的是涡街流量计,精度为1.0级,量程最大为10t/h,该单位用乙烯量,按工艺生产计算为75kg/h(表的量程选大了);另一个单位选用的是美国Micro Motion D型质量流量计(该型号表不适用于测量气体)-错把乙烯气体当液体选的,按工艺计算,最大用量为标准状况下10m3/h(11.74kg/h),并且选的量程也较大,故造成该表不能使用。经计算两个单位最大的乙烯量用之和为82kg/h(标准状况下73m3/h),仅是供方流量计量程选的的5%左右,所以确认供方的流量计量程选的过大。由于供需三个单位的流量计的量程都选得过大,造成几次发生计量纠纷,为此,建议供方(供料制)尽快将LWQ-40更换为更合理的流量测量仪表。当然,需方两个用户亦应重新选表。 

3 乙烯气体质量流量测量中应注意的几个问题 

  1)核准待测量的流量范围,准确掌握操作参数(如压力、温度值等),是作好正确选型的首要条件。 

  例如有一用户乙烯气体操作条件如下。 
  最大用量:标准状况下10m3/h(11.74kg/h或0.2kg/min) 
  正常用量:标准状况下5m3/h(5.87kg/h) 
  操作压力:1~1.8MPa 
  操作温度:10~30℃ 
  标准密度:ρ20=1.174kg/m3 
  因我国执行的是质量量交接,要求显示单位为“kg/h”或“t/h” 

  从上述操作数据看,这样小的用气量,选用什么样的流量表来测量最合理泥? 

  适用小流量气体测量的有以下几种:金属转子流量计、科氏质量流量计、热式质量流量计等。 上述所举3种流量计中,金属转子流量计的精度最低,按体积测量,其误差在±1.6%之内,测出体积量后,还得乘以密度,又增加密度测量误差因素,还得增加温度、压力补偿环节,所以测量误差在±1.5%之内,并且均不需温度压力补偿环节,系统测量误差比前者小得多。 

  考虑气体乙烯是贵重的化工原料,应选测量误差小,精度高的流量计为好。科氏质量流量计比热式质量流量计优势大,但是从两种质量计比热式质量流量计优势大,但是从两种质量流量计报价(Micro Motion的CMF010型科氏质量流量计,约为8万元人民币,而EP1的8000型热式质量流量计,约为4万元人民币)上分析看,热式质量流量计又比科氏质量流量计优势大。由于目前企业资金困难,何况所测量的乙烯气量很少-最大量为11.74kg/h并且是间断生产,一个月不过用几吨乙烯气,误差大点,能差多少?故倾向选用热式质量流量计。 

  2)作为乙烯气体质量测量和计量交接的计量器具,必须按有关规定进行周期检定。上述两种质量流量计,均可在标准装置上进行检定。 

  科氏质量流量计可以在气体和液体标准装置上检定。在气体标准装置上检定的结果,可以在气体测量中直接应用。因为它测量的是质量,所以也可以在液体装置-如以水为工作介质的标准装置上进行检定,由于液体介质的密度远远大于气体密度(数百倍),所以同一规格的质量流量计,用于测量气体时的量程范围要比用到测量液体时小,即科氏质量流量计测量气体时,它实际应用的是测量液体时流量刻度的下限,所以用液体检定装置检定的精度,用到测量气体时精度下降。例如Micro Motion公司的E型质量流量计,用水装置检定误差小于±0.16%,而用于测量气体其误差则增大到小于±0.5%即为合格。 

  对于热式质量流量计的标定,又多了一个转换环节。热式质量流量计的标定可以根据检测仪表的电路中,某些固定点的电压值是否正常测量的干标法(一般不用)。实际应用中,应以实际流量标定为准。测量乙烯气体的流量计,若用乙烯气体作介质对流量计进行标定,目前国内尚无有此种标准装置。一般是以空气作工作介质,对流量计进行标定。但是由于空气和乙烯气体传热系数(或说定压比热容)不同,标定过程中应有一个转换问题。美国EP1制造厂家,有这个转换系数,提供给国家计量院和用户,用空气标准装置标定热式质量流量计的显示值,再乘以一个“0.671”系数,即为乙烯气体应显示的值。其系数的来源依据,简述如下: 

  热式质量流量计原理是,当有气体流经该流量计时,气体质量流量是通过该流量计的传感元件的热传递量来测量计量的。气体流速增加,传感器传递给流体的热量增多,因此就供给更多的电流,以维持传感器元件的恒定过热温度。此热传递正比于气体质量流量(密度×体积流量),即供给的电流与气体质量流量(或流速)有一对应的函数关系。气体的传热性能与气体的平均摩尔定压热容 Cp值有关。一般气体标准装置都是以空气为工作介质,欲测量的乙烯气体的Cpz值与空气的Cp空的值之比,即为乙烯气体的转换系数。现从有关资料查得,Cp空=29.13,Cpz=43.428,二者之比Cp空/Cpz=29.13/43.428=0.671,即为乙烯气体的转换系数。 

  此传感器是组合式,大而坚固,对污物不敏感、易清洗。 

  根据有关计量规定,气体原料计量测量系统误差要小于±2.5%,选用测量误差为±1.5%的热式质量流量计是可以的,按经济性能价格比,选用该流量计是合适的。该表到货后,经送国家计量院标定,产品误差在±(1%读数+0.5%满量程)之内。现已投运8个多月,运行正常。供、需双方确认,以需方的计量器具测量数据为结算依据。

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