摘要:文章通過對(dui)比主流氫氣流量(liàng)計 的測量原理,分(fèn)析流量計在測量(liàng)介質爲氫氣時産(chǎn)生的誤差原因,有(yǒu)針對性的提出合(hé)理的解決方案,提(ti)高氫氣計量精度(dù)♈。
0引言
　　氫氣具有能(neng)量密度高.熱轉化(huà)效率高、無污染,故(gu)氫能🏃‍♂️的發展✉️前景(jing)十分光明,受到了(le)各行各業的廣泛(fan)關注🆚和應用,例如(rú)用♻️于高能燃料、石(shi)化工業原料、冶金(jīn)工業還原劑及金(jīn)屬高溫加💃工中的(de)保護氣等。氫氣既(jì)是石油煉制和♻️石(shí)油化工的副産品(pin)🏃🏻‍♂️,又是石油煉制和(hé)石油化工加氫工(gong)藝過程的重🐇要原(yuan)料資源。當前重質(zhi)原油、高含硫原油(you)對♋石油煉化公司(si)的渣油加氫及📞加(jia)氫裂🈚化的裝置處(chù)理能力不斷提高(gāo),在油品市場對質(zhì)量的🚶不斷升級要(yao)求下，進一步推動(dong)高耗氫的加氫裝(zhuang)置全面發展,使得(dé)煉化公司👣對氫氣(qi)的需求量和品質(zhì)逐年提升,氫氣的(de)生産管理逐漸成(cheng)爲影響煉油廠效(xiao)益的主要因素之(zhī)-凹。
1流量計的選擇(ze)及計量誤差分析(xī)
　　由于氫氣在元素(su)周期表中分子量(liang)最小，密度低,要準(zhun)确計量就非常不(bu)容易。要正确的選(xuǎn)擇達到計量要求(qiú)的流量計,不僅要(yào)熟悉各種流量計(ji)的結構原理,還應(ying)根據實際使用情(qíng)況考慮以下幾個(ge)方面:流量計的性(xìng)能、測量介質的特(tè)性、現場安裝要求(qiu)環境因素、流量計(ji)🥰的價格。才能選取(qu)合适的🥵流量計進(jìn)行氫氣計量。
1.1節流(liú)式流量計
　　節流式(shi)流量計是一種典(dian)型的 差壓式流量(liang)計 ,是目前工業生(sheng)産中用來測量氣(qì)體、液體和蒸氣流(liu)量的最常用的一(yi)種流量儀表D。由安(an)裝在管道中的節(jie)流💃件和測量👈差壓(ya)并顯示流量的 差(cha)壓變送器 組成。優(yōu)點在于:(1)結構簡單(dān),安裝方便,工作可(kě)靠,成本低,能滿足(zu)📐工程測量的需要(yao)。(2)使用曆史長,有豐(feng)富的、可靠的實驗(yàn)數據,設計加✉️工标(biāo)準化,不需要進行(háng)實際标定,也能在(zài)已知的不确定的(de)範圍内進行流量(liàng)測量凹。
　　以節流式(shi)流量計應用最廣(guang)泛的标準件一标(biāo)準孔闆🔞爲例,在設(shè)計計算時,需要提(tí)供測量介質氫氣(qi)的工況壓力.工況(kuang)❓溫度、最大流量、最(zuì)小流量、常用流量(liàng)、介質粘☀️度值、密度(du)值等👉參數,而實際(ji)工況與設計工況(kuang)發生變㊙️化,一-般做(zuò)法是進行🤩溫度壓(yā)力補償進行校正(zheng)。氣體節👄流式流量(liang)計補償公式:

　　式中(zhong):V實爲實際工況的(de)介質标況體積流(liú)量(Nm3/h);V設爲設計工✍️況(kuang)的介📞質标況體積(ji)流量Nm/h);P矢爲設計工(gong)況的介質密度(kg/m3);ρ設(shè)爲設計工況的介(jie)質密度(kg/m3);ρ實爲實際(ji)工況📞的介質💯絕對(dui)壓力(MPa);ρ實爲設計工(gong)況的介質絕對壓(ya)力(MPa);T實爲實際工況(kuang)的介質溫度(K);T設爲(wèi)設計工況的介質(zhi)溫度(K)。
　　由(1)式得,實際(ji)測量必須對測量(liang)流量值進行溫度(dù)壓力補😘償,否則直(zhí)接影響節流式流(liú)量計的準确性。
　　但(dan)即便經過溫度壓(yā)力補償後的流量(liang)值,其應用也不理(lǐ)想，主要表現在:(1)量(liang)程比小,測量準确(que)度不高,一般爲🙇‍♀️3%。(2)節(jiē)流件在設計計算(suàn)🚶時介質參數是固(gu)定值,在實際使用(yòng)的介質參數卻因(yīn)與設計值🎯不同,而(er)形成較大的差異(yì),數據可信度不高(gao)。(3)在被測氣體組份(fen)發生變化，實際密(mì)度偏離設👈計密度(dù),而産生流量測量(liàng)誤差。
上述因素都(dou)直接影響到流量(liàng)計的準确性,實際(ji)應用是達不到計(ji)量精度要求的。
1.2速(sù)度式流量計
　　速度(dù)式流量計是基于(yu)與流體流速有關(guan)的各種物理現象(xiàng),儀🌐表的輸出與流(liu)速有确定的關系(xi)，即可知流體的體(ti)積流量。常用氣體(tǐ)計量的流量計有(yǒu): 渦輪流量計 、旋進(jìn)式 渦輪流量計 、 旋(xuán)進式漩渦流量計(jì) . 超聲波流量計 等(děng)。渦輪流量計因有(yǒu)機械轉動部件,且(qie)渦輪轉速高,維修(xiu)量大而應用逐漸(jiàn)減少。漩渦流量計(jì)也因爲介質組份(fèn).溫度和壓力補償(chang)等等因素影響，應(ying)用效果也不理想(xiang),其測量精度也基(jī)本不能滿足計量(liàng)的要求。
　　旋進式漩(xuán)渦流量計和旋進(jìn)式渦輪流量計具(ju)有信💋号強、低流速(sù)特性好的優勢,測(ce)量氫氣工況流量(liàng)的同時還能測量(liàng)工況溫度和壓力(lì),直接采集溫度和(hé)壓力信号,在流量(liang)計内進行溫度壓(yā)力補償轉換爲🔆标(biao)況流量。相關數據(jù)不僅可就地指示(shì)還♍能通過(4~20)mA模💰拟信(xìn)号和RS485通訊到DCS機櫃(guì)室進行顯示和積(jī)算。在量程範圍的(de)20%~80%可以😘正🏒常工作,但(dàn)在實際使用中還(hái)是🧑🏽‍🤝‍🧑🏻有很🈲多因素制(zhì)約着流量計的準(zhǔn)确度，如流量計是(shì)用壓縮空氣進行(háng)的檢定,用于溫度(du)壓力補償測量的(de)傳感器的檢定則(zé)被忽視，使用中的(de)雜質和含水的影(ying)響，低流量的小信(xin)号切除🔞等問題，高(gāo)流量♌下的共振問(wèn)題等,都使無故障(zhang)運行周🤩期得不到(dao)保障，最終應🏃🏻‍♂️用效(xiao)果也不理想。
超聲(sheng)波流量計因氫氣(qi)密度小的原因,測(ce)量精度不能👄滿足(zu)要求而應用較少(shao)。
1.3質量流量計
　　質量(liang)流量計有直接式(shì)和間接式二種,本(ben)文隻讨論科裏奧(ao)利質量流量計。科(kē)裏奧利質量流量(liàng)計是利用流動的(de)介質與振蕩管✍️之(zhī)間的相互作用而(er)産生的科氏力,使(shi)振蕩管出入口安(ān)裝的檢測線圈檢(jiǎn)測🔞産生的相位差(chà)來直接測量質量(liang)流量的儀表。一般(bān)🍓由振動管與轉換(huan)器組成,振動管(測(ce)量管道)是敏感💜器(qi)件,有U形、S2形、環形、直(zhí)管形及螺旋形等(děng)幾種形狀凹🌏。
質量(liang)流量計不僅可直(zhi)接測量通過流量(liang)計的介質質💔量,還(hái)可測👨‍❤️‍👨量介質的密(mì)度溫度,具有測量(liang)精度高,受介質物(wù)性影響小，無上下(xià)遊直管段的優點(dian),輸出信号多樣,在(zai)能源、石油化工産(chan)⛹🏻‍♀️業.化學等行業的(de)應用越來越廣,不(bú)論是氣體還是液(yè)體測量👈,尤其在裝(zhuang)車和貿易交接提(tí)供了非⚽常好的解(jiě)決方案。
　　質量流量(liàng)計在測量混合氣(qì)的氫氣質量時,非(fei)氫氣的💚介🍉質所👣帶(dài)來的誤差不容忽(hu)視。在氫氣貿易交(jiāo)接✉️中常以純🛀氫的(de)标況體積👨‍❤️‍👨數據結(jié)算,若由測量的質(zhì)量直接轉換爲純(chún)氫标況體積,将産(chan)生超出氣體貿易(yi)交接的質量流量(liang)計精度的計量誤(wù)差,以氫氣1氮💃🏻氣體(ti)積比爲例，氫氣體(ti)積🌏濃度每降低✊0.1%,純(chún)氫的質量🌈比數據(ju)将降低1.3%,應根據在(zai)線分析數據及時(shi)修正計量交接修(xiū)正系數💯,減少需方(fāng)經濟損失。
2應用和(hé)建議
2.1節流式流量(liàng)計在實際使用中(zhōng)應關注的事項
(1)定(dìng)期排空節流式流(liu)量計的膜盒中積(ji)液。
(2)标定的差壓值(zhí)對應的流量量程(chéng)與積算量程設置(zhì)是否--緻👄。
(3)定期修正(zheng)因氫氣組份變化(hua)對工況密度的造(zao)成的影✍️響。
2.2速度式(shi)流量計
　　旋進式漩(xuan)渦流量計和旋進(jìn)式渦輪流量計在(zài)離線🏃‍♂️标定♍的同.時(shí),對溫度和壓力變(bian)送器進行檢定校(xiao)準，并将🔞修正值輸(shu)入積算放大器中(zhōng)。因氫氣質量小，需(xu)💞合理設置零點切(qie)除值⭐，避免無流量(liang)有幹擾小流量和(he)切除值過大而小(xiǎo)流量缺失計量的(de)發生。增加現場維(wei)護,定期💋對機械運(yùn)轉軸承加油,減🧑🏽‍🤝‍🧑🏻小(xiao)渦輪始動的系統(tong)誤差。
2.3質量流量計(ji)
　　在實際應用中,必(bi)須及時零點标定(dìng)操作,以消除環境(jing)溫度變化和安裝(zhuang)産生的管線應力(li),消除零點漂㊙️移。另(ling)外還✂️需要定期計(jì)量比對核查,計量(liang)數據偏小就要考(kao)慮旁路閥内漏的(de)影響❗，其必須研磨(mó)打壓測試閥門的(de)密封性直至更換(huan)。貿易交接的氫氣(qì)質量🐆流量計,應根(gēn)💯據在線或離線氣(qi)體分析儀測量的(de)體積百分比和組(zǔ)成,折算純氫質量(liàng)比進行修正,再換(huan)算成标況體積進(jìn)行貿易計量結算(suàn)。
3結語
　　氫氣計量在(zài)實際使用中,應根(gen)據對計量精度的(de)要求,本着經濟合(hé)理的原則,選用流(liu)量計,對裝置内部(bù)物料❓供需㊙️的企業(yè)内部計量,可采用(yòng)一體化溫度壓力(lì)補償的标準噴嘴(zuǐ)流量計,現場分析(xī)氫氣組成,定期修(xiu)正密度系數,降低(di)計量誤差;對貿易(yi)交接計量的氫氣(qi)流量計。

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