摘要:文章通過(guo)對比主流氫氣(qì)流量計 的測量(liàng)原理,分析流量(liàng)計在測量介質(zhì)爲氫氣時産生(shēng)☀️的誤差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼原因,有(yǒu)針對性的提出(chū)合理的解決方(fang)案✊,提高氫氣計(ji)量精度🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。
0引言
　　氫(qing)氣具有能量密(mì)度高.熱轉化效(xiao)率高、無污染,故(gù)氫能的發展前(qián)景十分光明,受(shou)到了各行各業(ye)的廣泛關注和(he)應用,例如用于(yu)高能燃料、石化(huà)工業原料、冶✨金(jin)工業還原劑及(jí)金屬高溫加工(gōng)中的保護氣等(děng)。氫氣既是石油(you)煉制和🤞石油化(huà)工的副産品,又(you)是石油煉制和(he)石油🔅化工加氫(qīng)工🌐藝過程的重(zhòng)要原料資源。當(dāng)前重質原油、高(gao)含硫原油對石(shi)油煉化公司的(de)渣油加氫及加(jiā)氫裂化的裝置(zhì)處理能力不斷(duan)提高,在油品市(shì)場對質量的不(bu)斷升級要求下(xià)，進🔞一步推動高(gāo)耗氫的加氫裝(zhuang)置全面發展,使(shi)得煉化公司對(duì)氫❗氣的需求量(liang)和品質逐年提(ti)升,氫氣的生産(chan)管理逐🔅漸成爲(wèi)影響煉油廠效(xiào)益🔴的主要因素(sù)之-凹。
1流量計的(de)選擇及計量誤(wu)差分析
　　由于氫(qing)氣在元素周期(qi)表中分子量最(zuì)小，密度低,要準(zhǔn)💯确♋計量🚶‍♀️就📐非常(cháng)不容易。要正确(que)的選擇達到計(ji)量要求㊙️的流量(liàng)計,不僅要熟悉(xi)各種流量計的(de)結構原理,還應(yīng)☁️根據實際使用(yong)🤟情況考慮以下(xia)❓幾個方面:流量(liang)計的性能、測量(liàng)介質的特性、現(xiàn)場安裝要求環(huan)境因素、流量計(ji)的價格。才能選(xuan)取合适的流量(liang)計進行氫氣計(ji)量。
1.1節流式流量(liàng)計
　　節流式流量(liàng)計是一種典型(xíng)的 差壓式流量(liàng)計 ,是目前工業(yè)生産中用來測(ce)量氣體、液體和(hé)蒸氣流量的🈚最(zuì)常🈲用的一種流(liu)量儀表D。由安裝(zhuāng)在管道中的節(jie)流件和測量差(cha)壓并顯示流量(liàng)的 差壓變送器(qì) 組成。優點在于(yú):(1)結構簡單,安裝(zhuāng)方便,工作可靠(kào),成本🤞低,能滿足(zu)🍓工程測量的需(xū)要。(2)使用曆史長(zhǎng),有豐富的、可靠(kào)的實驗數據,設(shè)計加工标準化(hua),不需要進行實(shi)👌際标定,也能在(zai)已知的不确定(ding)🐕的範圍内進行(hang)流量🔞測量凹。
　　以(yi)節流式流量計(jì)應用最廣泛的(de)标準件一标準(zhǔn)孔闆🌈爲例㊙️,在設(shè)計計算時,需要(yào)提供測量介質(zhi)氫氣的工況🥰壓(yā)力.工況溫度、最(zui)大流量、最小流(liú)量、常用流量、介(jiè)質粘度值、密度(du)值等參數,而實(shí)際工況與設計(jì)工況發生變化(huà),一-般做法是進(jìn)行🔴溫度壓力📱補(bu)償進行✔️校正。氣(qì)體節流式流量(liàng)計補償公式:

　　式(shì)中:V實爲實際工(gōng)況的介質标況(kuàng)體積流量(Nm3/h);V設爲(wei)設👈計😄工況的介(jiè)🧡質标況體積流(liú)量Nm/h);P矢爲設計工(gōng)況的介🌈質密度(dù)(kg/m3);ρ設爲設計工況(kuàng)的介質密度(kg/m3);ρ實(shi)爲實際工況的(de)介質🐇絕對壓力(li)(MPa);ρ實爲設計工況(kuang)的介質絕對壓(ya)力(MPa);T實爲實際工(gong)況的介♌質溫度(du)(K);T設🥵爲設計工況(kuang)的介質溫度(K)。
　　由(you)(1)式得,實際測量(liang)必須對測量流(liú)量值進行溫度(dù)壓力補償💋,否☔則(ze)直接影響節流(liu)式流量計的準(zhun)确性。
　　但即便經(jing)過溫度壓力補(bu)償後的流量值(zhí),其應用也❗不理(li)想，主❤️要表現在(zai):(1)量程比小,測量(liàng)準确度不高,一(yi)般爲3%。(2)節流件在(zài)設計計算時介(jiè)質參數是固定(ding)值,在😍實際使用(yòng)的介質參數卻(què)因與設計值不(bu)同,而形成較大(da)的差異,數據可(kě)信度不高。(3)在被(bei)測氣體組份發(fā)🌈生變化，實際密(mi)度偏離設🐆計密(mi)度,而産生流量(liàng)測量誤差。
上述(shu)因素都直接影(ying)響到流量計的(de)準确性,實際應(yīng)用是☔達不到計(jì)量精度要求的(de)。
1.2速度式流量計(jì)
　　速度式流量計(jì)是基于與流體(ti)流速有關的各(gè)種物理現象,儀(yí)表的輸出與流(liú)速有确定的關(guan)系，即可知流體(tǐ)的體積流量。常(cháng)用氣體計量的(de)流量計有: 渦輪(lun)流量計 、旋進式(shi) 渦輪流量計 、 旋(xuán)進式漩渦流量(liang)計 . 超聲波流量(liang)計 等。渦輪流量(liàng)計因有機械轉(zhuan)動部件,且渦輪(lún)轉速高,維⁉️修量(liàng)🌐大而💛應用逐漸(jiàn)減少。漩渦流量(liang)計也因爲介質(zhi)組份.溫度和壓(yā)力補償等等因(yīn)素影響，應用效(xiào)果也不理想,其(qí)測量精度🏃‍♂️也基(jī)本不能滿🥰足計(ji)量的要求。
　　旋進(jìn)式漩渦流量計(jì)和旋進式渦輪(lun)流量計具有信(xin)号強✔️、低流速特(tè)性好的優勢,測(ce)量氫氣工況流(liú)量的同時還能(neng)測量工況溫度(du)和壓力,直接采(cai)集溫度和壓力(lì)信号,在流量計(jì)内🤞進行溫度壓(yā)力補償轉換爲(wei)标況流量。相關(guan)數據不僅可就(jiu)地指示還能通(tōng)過(4~20)mA模🐕拟信号和(hé)RS485通訊到DCS機櫃室(shi)進行顯示和積(jī)算。在量程🛀範圍(wei)的20%~80%可以正常工(gong)作,但在實際使(shi)用中還是有很(hěn)多因素制約着(zhe)流量計的準确(què)度，如♈流量計是(shi)用壓縮空氣進(jìn)行的檢定☎️,用于(yú)溫度壓力補償(cháng)測量的傳感器(qì)的檢🈲定則被忽(hu)視，使用中的雜(za)質和含水的影(yǐng)🌍響，低流量的小(xiao)信☎️号切除等問(wèn)題，高流量下的(de)共振問題等,都(dōu)使無故障運行(hang)周期得不到保(bao)障，最終應用效(xiào)果也不理想。
超(chao)聲波流量計因(yīn)氫氣密度小的(de)原因,測量精度(dù)不能滿足要求(qiu)而應用較少。
1.3質(zhì)量流量計
　　質量(liàng)流量計有直接(jiē)式和間接式二(èr)種,本文隻讨論(lùn)☁️科裏奧利質量(liàng)流量計。科裏奧(ào)利質量流量計(ji)是利用流動的(de)介質與振蕩管(guan)之間的相互作(zuo)用而産生的科(kē)氏💘力,使振蕩管(guan)出入口安裝的(de)檢測線圈檢測(cè)産生的相位差(cha)來直接測量質(zhì)量流量的儀表(biao)。一般由振動管(guan)與轉換器組成(chéng),振動管(測量管(guan)道)是敏感器件(jiàn),有U形、S2形、環形、直(zhí)管形及螺旋形(xíng)等幾種形狀凹(ao)。
質量流量計不(bú)僅可直接測量(liang)通過流量計的(de)介質質㊙️量,還🤩可(kě)測量介質的密(mì)度溫度,具有測(cè)量精度高⛷️,受介(jie)質物性影響小(xiǎo)💛，無上下遊直管(guǎn)段的優點,輸出(chū)信号多😍樣,在能(neng)源、石油化工産(chan)業.化學等行業(ye)的應用越來越(yue)廣,不論是🤞氣體(tǐ)還是液體測量(liang),尤其在裝👈車和(hé)貿易交接提供(gòng)了非常好的解(jie)決方案。
　　質量流(liu)量計在測量混(hun)合氣的氫氣質(zhì)量時,非氫氣的(de)介質所帶來的(de)誤差不容忽視(shi)。在氫氣貿易交(jiāo)接中常以純氫(qing)的标況體積數(shu)據結算,若由測(cè)量的質量直接(jie)轉換爲純氫标(biao)況體積,将産生(shēng)超出氣體貿易(yì)交接的質量流(liú)量計精度的計(ji)量誤差,以氫氣(qi)1氮氣體積比爲(wei)例，氫氣體積濃(nong)度每降低🎯0.1%,純氫(qīng)的質量🈲比數據(ju)将降低1.3%,應根據(jù)在線分析數據(ju)及時修正計量(liàng)交接修正系數(shù),減少需方經濟(ji)損失。
2應用和建(jian)議
2.1節流式流量(liàng)計在實際使用(yòng)中應關注的事(shi)項
(1)定期排空節(jiē)流式流量計的(de)膜盒中積液。
(2)标(biāo)定的差壓值對(dui)應的流量量程(chéng)與積算量程設(she)置是否--緻。
(3)定期(qī)修正因氫氣組(zu)份變化對工況(kuang)密度的造成的(de)影響。
2.2速度式流(liú)量計
　　旋進式漩(xuán)渦流量計和旋(xuán)進式渦輪流量(liang)計在離線标定(dìng)的同💚.時,對溫度(du)和壓力變送器(qì)進行檢定校準(zhun)，并将修正值輸(shu)☀️入積算放大器(qi)中。因氫氣質量(liàng)小，需合理設置(zhi)零點切除值，避(bì)免無流量有幹(gàn)擾小流量和切(qie)除值過大而小(xiǎo)流量缺失計量(liang)的發生。增加現(xiàn)🤞場維護,定期對(dui)機械運轉💞軸承(chéng)加油,減💋小渦輪(lún)始動🧡的系統誤(wu)差🈲。
2.3質量流量計(jì)
　　在實際應用中(zhong),必須及時零點(dian)标定操作,以消(xiao)除環境溫度變(biàn)化和安裝産生(sheng)的管線應力,消(xiāo)除零點漂移。另(lìng)外還需要☂️定期(qī)計量比對核查(chá),計量數據偏小(xiao)就要考🏒慮旁路(lu)閥内漏的影響(xiang)，其必須研磨打(dǎ)壓測試閥門的(de)密封性直至更(geng)換。貿💘易交接的(de)📧氫氣質量❤️流量(liàng)計,應根據在線(xiàn)或離線氣體分(fen)析❄️儀測量的體(tǐ)積百分比和組(zu)成,折算純氫質(zhì)量比進行修正(zheng),再換算成标況(kuàng)體積進行貿易(yi)計量結算。
3結語(yǔ)
　　氫氣計量在實(shí)際使用中,應根(gēn)據對計量精度(du)的要求,本🥵着經(jīng)🥵濟🐅合理的原則(ze),選用流量計,對(duì)裝置内部物料(liao)供需的企業内(nèi)🏒部計量,可采用(yòng)一體化溫度壓(yā)力補償的标準(zhun)噴嘴流量計,現(xiàn)場分析氫氣組(zǔ)成,定期修正密(mi)度系數,降低計(ji)量誤差;對貿易(yi)😍交接計量的氫(qing)氣流量計。

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