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科氏质量流量计在气液两相测量中的应用

作者:国仪测控2022-03-21浏览量:

科氏质量流量计在气液两相测量中的应用(图1)


科氏质量流量计的应用已遍及几乎所有工业领域。主要原因是高精度和大量程,这是大多数其他流量测量方法所没有的。通常科氏质量流量计的精度如下:
  
液体:±0.10%(示值相对误差)±零点的稳态值。
  气体:±0.50%(示值相对误差)±零点的稳态值。


丙烯气液两相流量测量技术参考


  丙烯(propylene)常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08,在标准大气压下密度0.5139g/cm3(20/4℃),冰点-185.3℃,沸点-47.4℃。丙烯在输送和储存中必须进行加压处理,另外,这种流体的流量测量中容易因仪表的压力损失而在流量计的出口处产生气穴和伴随而来的气蚀现象,引起流量计示值偏高和流量一次装置受损。


丙烯流量测量系统误差的生成与处理


  在输送过程中当温度将降低或由于调节阀突然关小导致管道内压力增加时,丙烯会处于气液两相状态。此时,丙烯气液混合物密度相应会发生变化,因而给质量流量计测量带来误差。误差可以通过密度补偿来处理。


  一常用压力为1.0MPa的丙烯气体,其流量为qm,假设经长距离输送后有10%qm冷凝成液态,令其为qml,而保持气态的部分为qms,从定义知,此时湿气的干度为。


  采用温度补偿,所以按照临界饱和状态查表,得到此时的丙烯气体密度为s,液体密度为L,显然液体与气体部分的体积流量为,


  式中qvl表示丙烯液体的体积流量,m3/s;qvs表示丙烯气体部分的体积流量,m3/s。


  由定义知,气体干部分流量占气液两相总体积流量qv之比Rv为


  所以,在该例中,,由此可见,在气液混合中,液体部分占的体积基本可以忽略不计。


  另外,为了避免丙烯流量测量时出现气液两相混合现象,选用下面的设计和安装方法将是有效的。


选用更精确的仪表


  近年来,科氏力流量计的制造技术获得了快速发展,例如CMF100传感器与2700变送器配用,测量液体时,流体的质量流量精确度可达流量值的±0.05%,而且已延伸到气体流量的测量。应用上述配置的流量计测量气体质量流量,精确度可达流量值的±0.35%。并且能直接显示质量流量。


合理选择安装位置


  流量传感器安装位置应选择在槽的顶部出口管道上。保证直管段的前提下,与槽的出口处尽量近些。这样,丙烯在输送过程中,可减少经输送管道从大气中吸收热量。同时,安装位置应尽量低些,这样可提高过冷深度。


  将调节阀安装在流量计后边


  丙烯中间槽与丙烯分离器之间有较大压差,此压差绝大部分降落在调节阀上。丙烯流过此阀时,压力突然升高,一定数量的气体液化,从而出现气液两相流。为了避免流过流量计的流体中存在两相流,节流阀必须装在流量计下游。


提高丙烯流量测量精确度的方法


  大部分质量流量计制造商以"量程误差加零点不稳定度"的方式表达基本误差,这是因为这种仪表零点稳定性较差。这种表达方式初看上去精确度很高,但计入零点不稳定度后,精确度并不那么高。


  零点不稳定性通常以%FS表示,也有以流量值kg/min表示,零点不稳定度一般在±(0.01~0.04)%FS之间。当流量为下限流量时,因零点不稳定性引入的误差是很可观的,所以仪表选用时,应将口径选得尽可能小一些,这样可将零点不稳定度的数值减小,提高实际得到的测量精确度。

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