質(zhì)量流量計(jì)在氣液兩相測量中的應(yīng)用分析
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1.4.4 雙直管流量計(jì)的測量原理
雙直管質(zhì)量流量計(jì)有2根測量管道、優(yōu)化的流速分配器、4個位移傳感器和2個電磁式振蕩驅(qū)動器組成。其原理是：2個電磁式振蕩驅(qū)動器以諧振頻率使兩根測量管道同步的相向振動。每個電磁式驅(qū)動器兩邊的對稱位置各安裝有一個位移檢測傳感器用于測量科氏力效應(yīng)。當(dāng)沒有介質(zhì)流過測量管道時，測量管道處于自然諧振狀態(tài)。2個位移傳感器所測到的位移正弦信號無相位差。 當(dāng)有介質(zhì)流過時，由于有科氏力FC的作用，測量管道有微小的變形，從而使2個位移傳感器有相位偏差。該相位偏差與科氏力FC成正比，即與流過測量管道的質(zhì)量流量成正比。相當(dāng)于2個單直管質(zhì)量流量計(jì)軸向?qū)ΨQ地同步工作。
2 科氏質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1 科氏質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
時間差與測量效應(yīng)成線性關(guān)系；直接測量質(zhì)量流量；測量儀還可附加檢測流體密度ρ 和介質(zhì)溫度T ；測量結(jié)果有很高的精度（典型的精度：質(zhì)量流量為±0.1%+ 末端值的±0.005% ；密度ρ為±0.5kg/m3；ΔT為±0.05%+5℃）；測量結(jié)果與壓力和溫度無關(guān)；測量結(jié)果與流體的性能（密度、黏度、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率）無關(guān)；測量結(jié)果與流速分布無關(guān)，即不需要特殊的入口引導(dǎo)管道，流量計(jì)能測量真正的質(zhì)量流量平均值；出口端不需要施加反壓力，也就不需要出口引導(dǎo)導(dǎo)管；安裝位置可以任意選擇；可進(jìn)行雙向測量；所有可加壓力的介質(zhì)都能測量，如液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)，特別是受污染有腐蝕性的介質(zhì)。
2.2 科氏流量計(jì)的缺點(diǎn)
除了上述大量優(yōu)點(diǎn)外，同樣也存在不足，如：流量計(jì)價格貴，復(fù)雜幾何形狀的測量管道使壓力損耗增大；除單直管外，有些流量計(jì)彎頭較多，很難清洗，而且自行排空能力差；測量管道的材料與被測介質(zhì)要注意它們的相容性；可測量最大的流量限制為680T/h ；強(qiáng)烈的振動和沖擊會影響流量計(jì)的機(jī)械裝置，嚴(yán)重時產(chǎn)生較大的測量誤差；有些流量計(jì)的安裝受到安裝規(guī)程的限制；采用流量分配器的流量計(jì)，在測量不均勻的介質(zhì)時，會產(chǎn)生較大的測量誤差；測量高黏度介質(zhì)要求附加激勵能量和需要特殊的標(biāo)定等。
3 科氏質(zhì)量流量計(jì)在氣液兩相測量中的應(yīng)用
科氏質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用已遍及幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域。主要原因是高精度和大量程，這是大多數(shù)其他流量測量方法所沒有的。通常科氏質(zhì)量流量計(jì)的精度如下：
液體：±0.10%（示值相對誤差）± 零點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)值。
氣體：±0.50%（示值相對誤差）± 零點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)值。
3.1 丙烯氣液兩相流量測量技術(shù)參考
丙烯（propylene）常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。分子量42.08，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下密度0.5139g/cm3（20/4℃），冰點(diǎn)-185.3℃，沸點(diǎn)-47.4℃。丙烯在輸送和儲存中必須進(jìn)行加壓處理，另外，這種流體的流量測量中容易因儀表的壓力損失而在流量計(jì)的出口處產(chǎn)生氣穴和伴隨而來的氣蝕現(xiàn)象，引起流量計(jì)示值偏高和流量一次裝置受損。
3.2 丙烯流量測量系統(tǒng)誤差的生成與處理
在輸送過程中當(dāng)溫度將降低或由于調(diào)節(jié)閥突然關(guān)小導(dǎo)致管道內(nèi)壓力增加時，丙烯會處于氣液兩相狀態(tài)。此時，丙烯氣液混合物密度相應(yīng)會發(fā)生變化，因而給質(zhì)量流量計(jì)測量帶來誤差。誤差可以通過密度補(bǔ)償來處理。
一常用壓力為1.0MPa 的丙烯氣體，其流量為qm，假設(shè)經(jīng)長距離輸送后有10%qm冷凝成液態(tài)，令其為qml，而保持氣態(tài)的部分為qms，從定義知，此時濕氣的干度為
由定義知，氣體干部分流量占?xì)庖簝上嗫傮w積流量qv之比Rv為
另外，為了避免丙烯流量測量時出現(xiàn)氣液兩相混合現(xiàn)象，選用下面的設(shè)計(jì)和安裝方法將是有效的。
3.2.1 選用更精確的儀表
近年來，科氏力流量計(jì)的制造技術(shù)獲得了快速發(fā)展，例如CMF100傳感器與2700變送器配用，測量液體時，流體的質(zhì)量流量精確度可達(dá)流量值的±0.05%，而且已延伸到氣體流量的測量。應(yīng)用上述配置的流量計(jì)測量氣體質(zhì)量流量，精確度可達(dá)流量值的±0.35%。并且能直接顯示質(zhì)量流量。
3.2.2 合理選擇安裝位置
流量傳感器安裝位置應(yīng)選擇在槽的頂部出口管道上。保證直管段的前提下，與槽的出口處盡量近些。這樣，丙烯在輸送過程中，可減少經(jīng)輸送管道從大氣中吸收熱量。同時，安裝位置應(yīng)盡量低些，這樣可提高過冷深度。
3.2.3 將調(diào)節(jié)閥安裝在流量計(jì)后邊
丙烯中間槽與丙烯分離器之間有較大壓差，此壓差絕大部分降落在調(diào)節(jié)閥上。丙烯流過此閥時，壓力突然升高，一定數(shù)量的氣體液化，從而出現(xiàn)氣液兩相流。為了避免流過流量計(jì)的流體中存在兩相流，節(jié)流閥必須裝在流量計(jì)下游。
3.3 提高丙烯流量測量精確度的方法
大部分質(zhì)量流量計(jì)制造商以“量程誤差加零點(diǎn)不穩(wěn)定度”的方式表達(dá)基本誤差，這是因?yàn)檫@種儀表零點(diǎn)穩(wěn)定性較差。這種表達(dá)方式初看上去精確度很高，但計(jì)入零點(diǎn)不穩(wěn)定度后，精確度并不那么高。
零點(diǎn)不穩(wěn)定性通常以%FS表示，也有以流量值kg/min表示，零點(diǎn)不穩(wěn)定度一般在±（0.01~0.04）%FS之間。當(dāng)流量為下限流量時，因零點(diǎn)不穩(wěn)定性引入的誤差是很可觀的，所以儀表選用時，應(yīng)將口徑選得盡可能小一些，這樣可將零點(diǎn)不穩(wěn)定度的數(shù)值減小，提高實(shí)際得到的測量精確度。
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