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淺析CMF的影響因素與消除對策

文檔作者：盛蔚張宏斌文檔來源：錦西天然氣化工有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月12日
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2013年4月第36卷第2期史怠儆Large SoMe Nitrogenous Fertilizer IndustryApr．2013V01．36 No．2淺析CMF的影響因素與消除對策盛蔚．張宏斌(錦西天然氣化工有限責(zé)任公司，遼寧葫蘆島125001)摘要：介紹科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在甲醇、碳酸二甲酯等化工產(chǎn)品貿(mào)易結(jié)算中的應(yīng)用，淺析影響其測量精度的主要因素以及消除影響的對策。關(guān)鍵詞：質(zhì)量流量計(jì)貿(mào)易結(jié)算測量精度誤差1概述2002年以來．錦西天然氣化工有限責(zé)任公司在甲醇、碳酸二甲酯、丙二醇等液體化工產(chǎn)品貿(mào)易結(jié)算中．采用美國艾默生高準(zhǔn)(Micro Motion)公司生產(chǎn)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(簡稱CMF)。其測量精度高達(dá)1％o。2％o。性能可靠．能滿足貿(mào)易結(jié)算需要。得到用戶認(rèn)可，避免了供需雙方貿(mào)易計(jì)量糾紛。CMF是利用流體在直線運(yùn)動的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中．產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量儀表。由流量傳感器和變送器兩部分組成．傳感器采用CMF200系列“U”型測量管。在測量管端部裝有電磁驅(qū)動線圈．當(dāng)流體流人流量管時(shí)強(qiáng)制接受流量管上下垂直運(yùn)動。導(dǎo)致流量管產(chǎn)生扭曲。這一扭曲現(xiàn)象稱為科里奧利(Cofiolis)現(xiàn)象，即科氏力。根據(jù)牛頓第二定律．流量管扭曲量的大小與流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量大小成正比．安裝于流量管兩側(cè)的電磁信號檢測器．用于檢測流量管的振動。當(dāng)沒有流體流過流量管時(shí)．流量管不產(chǎn)生扭曲，兩側(cè)電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的：當(dāng)有流體流經(jīng)流量管時(shí)．流量管產(chǎn)生扭曲．從而導(dǎo)致兩個檢測信號產(chǎn)生相位差．這一相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量。又因流體密度影響測量管的振動頻率．而密度與頻率有固有的關(guān)系。因此CMF測得的第二參數(shù)是密度。并通過流量管上的熱電阻測得第三變量溫度[¨。2 CMF的應(yīng)用使用初期，由于維護(hù)經(jīng)驗(yàn)少，從理論上認(rèn)為CMF具有以下優(yōu)點(diǎn)：①性能優(yōu)越，精度高。不受被測流體的溫度、密度、黏度等工況條件變化的影響；②可測量流體范圍廣。包括高黏度及含有微量氣體的各種液體；③測量管振幅小，可視作非活動件；④能夠進(jìn)行多參數(shù)測量。在貿(mào)易結(jié)算計(jì)量中可避免人為因素干擾。2004年7月。4臺CMF分別送到遼寧省計(jì)量研究院檢定，檢定結(jié)果見表1。表1 4臺CMF檢定結(jié)果位號 介質(zhì)名稱 基本誤差，‰重復(fù)性，‰檢定結(jié)論／級注：兀'-501一流量變送器501；兀'_502一流量變送器502；n’-504一流量變送器504；F’r-506一流量變送器506。檢定后，現(xiàn)場安裝CMF并進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。同時(shí)。為了檢驗(yàn)CMF安裝是否合適，用CMF分別進(jìn)行產(chǎn)品裝車計(jì)量，之后再用汽車衡稱產(chǎn)品凈重．將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析．以判斷CMF安裝及測量偏差大小[21。設(shè)CMF計(jì)量的質(zhì)量為G，，計(jì)量誤差等級為2％o；汽車衡稱重質(zhì)量為G：，市計(jì)量檢定所檢定為Ⅲ級秤?？傻靡云嚭夥Q重量為標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差：＆(G1一G2)／G2x100％。收稿日期：2012—10-15；收到修改稿日期：2013-01—22。作者簡介：盛蔚，女，1967年6月出生，工程師，?？茖W(xué)歷，1989年畢業(yè)于南京化工高等專科學(xué)校計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)．現(xiàn)在錦西天然氣化工有限公司從事信息管理工作。聯(lián)系電話：0429—2907246；E-mail：ylswpw@sina．com。萬方數(shù)據(jù)第2期 盛蔚等．淺析CMF的影響因素與消除對策 143如果8數(shù)值大于CMF與汽車衡兩者的均方根誤差，就說明CMF計(jì)量超差。按上述方案，每臺CFM分別進(jìn)行2次裝車計(jì)量與汽車衡稱重對比．結(jié)果見表2。表2每臺CFM 2次裝車計(jì)量與汽車衡稱重對比從表2中的數(shù)據(jù)可認(rèn)為CMF的測量精度較高，裝車客戶較為滿意。2004年11月，為防止介質(zhì)結(jié)晶．碳酸二甲酯和丙二醇的裝車管線加蒸汽伴熱．為此對FT一504／506進(jìn)行再次與汽車衡稱重對比，結(jié)果見表3。表3管線加蒸汽伴熱后裝車計(jì)量與汽車衡稱重對比從表3對比結(jié)果看．計(jì)量碳酸二甲酯的CMF嚴(yán)重超差；丙二醇的計(jì)量雖未超差，但與上次對比結(jié)果相比偏差也在增大。查找原因。發(fā)現(xiàn)管道蒸汽伴熱造成流體在剛裝車時(shí)．與CMF零點(diǎn)標(biāo)定的介質(zhì)溫度相差太大．儀表顯示的流體溫度高達(dá)90～108℃。尤其是碳酸二甲酯沸點(diǎn)低，有汽化現(xiàn)象，且操作流量波動大(8～17t／h)．影響流量計(jì)的測量精度。3影響CMF測量的因素隨著幾年來的應(yīng)用．發(fā)現(xiàn)被測介質(zhì)物理參量的變化．對CMF測量精度是有一定影響的。雖然影響較小。但在貿(mào)易結(jié)算中卻不能被忽視。3．1流體壓力變化的影響操作壓力變化影響測量管剛性變化．破壞測量管不對稱的原零點(diǎn)偏置。有實(shí)驗(yàn)證明，流量計(jì)的實(shí)際工作壓力每升高0．1 MPa．就會產(chǎn)生一1．2‰一1．7％o的附加誤差。即當(dāng)工作壓力高于檢定壓力時(shí)．每高出0．1 MPa流量計(jì)會產(chǎn)生約為一1．5％o的附加誤差。而當(dāng)工作壓力低于檢定壓力時(shí)。每低0．1MPa流量計(jì)會產(chǎn)生約為+1．5％o的附加誤差。因此，被測流體壓力不應(yīng)超過規(guī)定工作壓力．尤其是檢定時(shí)的壓力。雖然儀表常數(shù)變動和零漂很小，但是操作壓力與校準(zhǔn)時(shí)壓力相差較大時(shí)．對于高精確度儀表影響值還是不能忽視的。小Vl徑儀表壁厚管徑比大，影響??；大口徑儀表壁厚管徑比小，影響大。3．2流體溫度變化的影響當(dāng)溫度變化時(shí)，產(chǎn)生的熱膨脹(或收縮)力將作用到流量傳感器，影響測量管剛性變化。這種剛性變化與溫度變化成一定的函數(shù)關(guān)系．因此可以修正。它通過流量計(jì)內(nèi)置的Ptl00檢測溫度．流量計(jì)自行補(bǔ)償溫度變化對測量管的剛性影響。但操作溫度相對儀表調(diào)零時(shí)的溫度相差較大時(shí)．必須考慮流量計(jì)測量管的幾何結(jié)構(gòu)的不完全對稱對儀表零點(diǎn)穩(wěn)定性的影響。3．3環(huán)境振動影響從CMF的工作原理和結(jié)構(gòu)上看．CMF對外界振動干擾較為敏感．其安裝必須與振動隔離．應(yīng)預(yù)防振動頻率與CMF的工作頻率或諧波頻率相同。3．4管道安裝應(yīng)力影響若連接流量傳感器管道中心未對準(zhǔn)(或不平行)。管道應(yīng)力會形成壓力、拉力或剪切力作用到CMF測量管上。引起測量管的不對稱性。導(dǎo)致零點(diǎn)變動。CMF安裝好后必須調(diào)零以消除或減小這一影響。若管道嚴(yán)重未對準(zhǔn)，有可能無法調(diào)至零位。3．5汽液兩相的影響CMF可以測量含有微量氣體的各種液體．但從上述碳酸二甲酯的計(jì)量數(shù)據(jù)來看．汽液兩相對其有一定的影響，這是不能被忽視的。4消除影響因素的對策4．1正確安裝CMF1)傳感器安裝應(yīng)遠(yuǎn)離大電動機(jī)．要避免將傳感器安裝在大的干擾電磁場附近。2)測量液體的傳感器要保證液體滿管。以便能降低密度變化對測量精確度的影響。為不使傳感器內(nèi)部聚集氣體．將傳感器安裝在管道系統(tǒng)的最低點(diǎn)。3)為避免傳感器安裝時(shí)過大的機(jī)械應(yīng)力對質(zhì)量流量計(jì)的影響．出現(xiàn)不可接受的零點(diǎn)漂移，傳感器應(yīng)由管線系統(tǒng)加以支撐及固定．其法蘭與管道萬方數(shù)據(jù)144 Z冱镅 2013年第36卷法蘭同心。避免壓縮、彎曲或扭曲；管道支撐物盡可能靠近人口與出口法蘭．這些支撐物應(yīng)附著在共同的結(jié)構(gòu)物上。4．2適當(dāng)?shù)男⌒盘柷谐⌒盘柷谐窍艿勒駝印惭b應(yīng)力等干擾因素造成的．在流體靜止時(shí)有瞬間的小流量。會影響儀表計(jì)量的準(zhǔn)確度。值得注意的是小信號切除應(yīng)在零點(diǎn)標(biāo)定之前．否則進(jìn)行的零點(diǎn)標(biāo)定不是真實(shí)的零點(diǎn)。信號切除大小一般為滿量程的0．5％．最大不超過1％。4．3在線進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定盡量在操作工況下進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定．使用中應(yīng)注意操作工況變動或環(huán)境條件改變．如果操作工況大幅度變化時(shí)需作零點(diǎn)調(diào)整以消除漂移。正確的零點(diǎn)標(biāo)定方式：首先流量計(jì)送電并預(yù)熱10min。讓儀表在50％流量上運(yùn)行10～20min．排除管道中的氣體．使測量管充滿被測流體．當(dāng)流速及流體密度穩(wěn)定后，先關(guān)閉下游閥，再關(guān)閉上游閥，靜止片刻．進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。4．4流量范圍選擇質(zhì)量流量計(jì)的量程應(yīng)選在額定流量內(nèi)．盡可能不使用最大流量范圍。另外，根據(jù)高準(zhǔn)公司提供的流量精度指標(biāo)：精度=基本精度+零點(diǎn)穩(wěn)定性／操作流量．可知流量計(jì)的精度與操作流量有關(guān)。在小流量或接近流量下限時(shí)零點(diǎn)漂移增大．儀表精度降低。因此操作流量最好大于額定流量的10％以上，避免在小流量使用，增大儀表計(jì)量誤差。4．5管道伴熱改造管道伴熱由蒸汽改為電伴熱．伴熱溫度控制在40～60℃．這樣可避免流體在裝車過程中溫差變化大和汽化現(xiàn)象的發(fā)生。5結(jié)束語通過幾年來質(zhì)量流量計(jì)在錦西天然氣化工有限責(zé)任公司貿(mào)易計(jì)量中的應(yīng)用情況分析．流量計(jì)的安裝和使用中．應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行流量計(jì)的相關(guān)技術(shù)規(guī)定．并及時(shí)了解被測流體的工況和儀表使用環(huán)境的變化．以確保流量計(jì)的測量精度．進(jìn)而提高貿(mào)易結(jié)算的準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)[1]安志堅(jiān)．質(zhì)量流量計(jì)在氣體流量測量中的應(yīng)用．艾默生過程管理中國通訊，2005，34(增刊1)：770一772．[2]張金平．現(xiàn)場流量測量不合格的處理．工業(yè)計(jì)量，2005，15(4)：53-54．FACToI峪TO D咂LUENCE CMF AND EL耵垤INATIoN MEASURESSheng Wei．Zhang Hongbin(Jingxi Natural Gas Chemical Co．，Lt正，Huludao 1 25001)Abstract：The印plication of Coriolis Mass Flowmeter in trade settlement of chemical products such asmethanol and dimethyl carbonate was reviewed．Factors that influence the measurement accuracy and elimination measures were discussed．Key words：mass flowmeter；trade settlement；measurement accuracy；error(上接第135頁)munication between each control system．General concepts and comiuon problems occurred in communicationwere analyzed．Solutions were presented with regard to data conversion and clock synchronization between different systems．Key words：multi-control system；communication protocol；system configuration；data format；rangeswitching歡迎投稿、歡迎訂閱、歡迎刊登廣

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