摘要(yào):文章通過(guo)對比主流(liú)氫氣流量(liang)計 的測量(liang)原理,分析(xī)流量計在(zài)測量介質(zhi)爲氫氣時(shi)産🥰生🐉的誤(wu)差原因,有(yǒu)針對性的(de)提出合理(li)的解決方(fāng)案,提高氫(qīng)氣計量精(jing)度。
0引言
　　氫(qīng)氣具有能(néng)量密度高(gao).熱轉化效(xiao)率高、無污(wū)染,故氫✍️能(néng)的發展前(qián)景十分光(guāng)明,受到了(le)各行各業(ye)的廣泛關(guān)注和應用(yòng),例如用于(yu)高能燃料(liào)、石化工業(yè)原料、冶金(jīn)工業還原(yuán)劑及金屬(shu)🙇🏻高溫加㊙️工(gong)中的🌍保護(hu)氣等。氫氣(qì)既是石油(you)煉制和石(shí)油化工🌍的(de)副産品,又(yòu)是石油🛀🏻煉(liàn)制和石油(yóu)化工加氫(qing)工藝過程(cheng)的重要原(yuán)料資源。當(dāng)前重質原(yuán)🈲油、高含硫(liú)原油對石(shi)油煉化公(gōng)司的渣💋油(yóu)加氫及加(jia)氫裂化的(de)裝置處理(li)能力不斷(duàn)提高,在👅油(yóu)品市場對(dui)質量的不(bu)斷升級要(yào)求下，進一(yī)步推動高(gāo)耗氫的加(jia)氫裝置全(quan)✔️面發展,使(shǐ)得煉化公(gong)司對氫🏃‍♂️氣(qi)的需求量(liàng)和品質逐(zhu)年提升,氫(qīng)氣的生🍓産(chan)管理逐漸(jian)成爲影響(xiang)煉油廠效(xiào)益的主要(yao)因素之-凹(āo)。
1流量計的(de)選擇及計(ji)量誤差分(fèn)析
　　由于氫(qing)氣在元素(sù)周期表中(zhōng)分子量最(zui)小，密度低(dī),要準确計(ji)量就非常(cháng)不容易。要(yào)正确的選(xuan)擇達到計(ji)量要求的(de)流量計,不(bu)僅🙇🏻要熟🛀悉(xi)各種流量(liàng)計的結構(gou)原理,還應(yīng)根據實際(ji)使用情況(kuang)考慮以下(xià)幾個方面(miàn):流量計的(de)性能、測量(liang)介質的特(tè)性、現場安(an)裝要求環(huán)境因素、流(liu)量計的價(jià)格。才能🆚選(xuǎn)取合适的(de)流量計進(jin)行氫氣計(jì)量。
1.1節流式(shì)流量計
　　節(jiē)流式流量(liang)計是一種(zhǒng)典型的 差(chà)壓式流量(liàng)計 ,是目前(qian)工業生産(chǎn)中用來測(ce)量氣體、液(ye)體和蒸氣(qì)流👈量的最(zuì)💃常用的一(yī)種流量儀(yí)表D。由安裝(zhuang)在管道中(zhong)的節流件(jian)和測量差(chà)壓🐆并顯示(shì)流量的 差(chà)壓變送器(qì) 組成。優點(diǎn)在于:(1)結構(gòu)簡單,安裝(zhuang)方便,工作(zuò)可靠,成本(ben)低,能滿足(zu)工程測量(liang)的需要。(2)使(shi)用曆史長(zhǎng),有豐富的(de)、可靠的實(shí)驗數🤞據,設(she)計加🌈工标(biao)準化,不需(xu)要進行實(shí)際标定,也(ye)能在已知(zhī)的不确定(dìng)的範圍内(nèi)進行流量(liang)測量凹。
　　以(yǐ)節流式流(liu)量計應用(yong)最廣泛的(de)标準件一(yi)标準孔闆(pǎn)爲例,在設(shè)計計算時(shí),需要提供(gong)測量介質(zhì)氫氣的工(gong)況😍壓力.工(gong)況溫度、最(zui)大流量、最(zui)小流量、常(cháng)用流量、介(jiè)質粘度值(zhi)、密度值等(deng)😍參數,而實(shí)際工況與(yu)設計工況(kuang)發生變化(huà),一-般做法(fǎ)是進行溫(wen)度壓力‼️補(bu)償進行校(xiào)正。氣體節(jie)流式流量(liang)計補償公(gong)式:

　　式中:V實(shí)爲實際工(gōng)況的介質(zhi)标況體積(jī)流量(Nm3/h);V設爲(wèi)設計工😄況(kuang)的介質标(biao)況體積流(liú)量Nm/h);P矢爲設(shè)計工況的(de)介🧑🏽‍🤝‍🧑🏻質密度(dù)(kg/m3);ρ設爲設計(jì)工🈚況的介(jie)質密度(kg/m3);ρ實(shí)爲實際工(gōng)況的介質(zhì)絕對壓力(li)(MPa);ρ實爲設計(jì)工況的介(jie)質絕對壓(yā)力(MPa);T實爲實(shí)際⭕工況的(de)介質溫度(du)(K);T設爲設計(ji)工況的介(jie)質溫度(K)。
　　由(you)(1)式得,實際(jì)測量必須(xū)對測量流(liú)量值進行(háng)溫度壓力(lì)補償,否♌則(ze)🌈直接影響(xiang)節流式流(liu)量計的準(zhun)确性。
　　但即(ji)便經過溫(wen)度壓力補(bǔ)償後的流(liú)量值,其應(yīng)用也不理(li)想🙇🏻，主要表(biǎo)現在:(1)量程(cheng)比小,測量(liàng)準确度不(bú)高,一般爲(wèi)3%。(2)節流件在(zai)設計計算(suàn)時介質參(cān)數是固定(ding)值,在實際(ji)使用的介(jie)質參數卻(que)因與設計(ji)值不同,而(ér)形成較大(dà)的差🙇‍♀️異,數(shù)據可👉信度(dù)不高。(3)在被(bèi)測氣體組(zǔ)份發生變(bian)化，實際密(mì)度偏離設(shè)計密度,而(er)産生流量(liàng)測量誤差(cha)。
上述因素(su)都直接影(yǐng)響到流量(liang)計的準确(que)性,實際應(ying)用是達不(bu)到計量精(jīng)度要求的(de)。
1.2速度式流(liu)量計
　　速度(du)式流量計(ji)是基于與(yu)流體流速(sù)有關的各(ge)種物👨‍❤️‍👨理現(xiàn)象,儀表的(de)輸出與流(liú)速有确定(ding)的關系，即(jí)可知流體(tǐ)的體積流(liu)量。常用氣(qi)體計量的(de)流量計有(you): 渦輪流量(liang)計 、旋進式(shì) 渦輪流量(liàng)計 、 旋進式(shi)漩渦流量(liàng)計 . 超聲波(bō)流量計 等(deng)。渦輪流量(liàng)計因有機(ji)械轉動部(bù)件,且渦輪(lun)轉速高🌍,維(wei)修量🥰大而(er)應用逐漸(jian)減少。漩渦(wo)流量計也(ye)因爲介質(zhi)組份.溫📧度(dù)和壓力補(bǔ)償等等因(yin)素影響，應(ying)用效果也(yě)不理想,其(qí)測✔️量精度(dù)也基本💛不(bu)能滿足計(ji)量的要求(qiú)。
　　旋進式漩(xuán)渦流量計(jì)和旋進式(shì)渦輪流量(liang)計具有信(xìn)号強、低流(liú)速特性好(hao)的優勢,測(ce)量氫氣工(gōng)況流量的(de)同時還能(néng)測量🌈工況(kuàng)溫度和壓(yā)力,直接采(cai)集溫度和(hé)壓力信号(hào),在流量計(jì)内🆚進行溫(wēn)度壓力補(bǔ)償轉換爲(wei)标況流量(liàng)🥰。相關數據(ju)不僅可就(jiù)地指示還(hái)能通過(4~20)mA模(mo)拟信号和(hé)RS485通訊到DCS機(ji)櫃室進行(hang)顯示和積(ji)算。在量程(chéng)範圍的20%~80%可(ke)以正常工(gōng)作,但在實(shí)際使用中(zhong)還是♉有很(hěn)🤟多因素制(zhì)約着流量(liang)計的準确(què)度，如流量(liàng)計是用壓(yā)縮🙇🏻空氣進(jin)行的檢定(ding),用于溫度(du)壓力補償(chang)🔞測量的傳(chuan)感器的檢(jian)定則被忽(hu)視🌂，使用中(zhong)的雜質和(he)含水的影(ying)🐇響，低流量(liàng)的小信号(hao)切除等問(wèn)題，高流量(liàng)下的共振(zhen)問題等,都(dōu)使無故障(zhàng)運行周期(qi)得不到保(bao)障，最終應(ying)用效果也(ye)不理想。
超(chao)聲波流量(liàng)計因氫氣(qi)密度小的(de)原因,測量(liàng)精度不👉能(neng)滿足要求(qiú)而應用較(jiao)少。
1.3質量流(liú)量計
　　質量(liang)流量計有(yǒu)直接式和(he)間接式二(er)種,本文隻(zhi)讨論🐉科💯裏(li)奧利質量(liang)流量計。科(ke)裏奧利質(zhì)量流量計(jì)是利用流(liu)動的介質(zhì)與振蕩管(guǎn)之間的相(xiang)互作用而(ér)産生的科(kē)氏力,使振(zhen)蕩管出入(ru)口安裝的(de)檢🌂測線圈(quān)檢測産生(sheng)的相位差(cha)來直接測(cè)量質量流(liú)量的儀表(biǎo)。一般由振(zhèn)動管與😍轉(zhuan)換器組成(chéng),振動管(測(cè)量管道)是(shi)敏感💰器件(jiàn),有U形、S2形、環(huan)形、直管形(xing)及螺旋形(xing)等幾種形(xing)狀凹⛹🏻‍♀️。
質量(liàng)流量計不(bú)僅可直接(jie)測量通過(guo)流量計的(de)介質質量(liang),還🧑🏽‍🤝‍🧑🏻可測量(liàng)介質的密(mi)度溫度,具(ju)有測量精(jīng)度高,受介(jiè)質物性影(yǐng)響小，無上(shàng)下遊直管(guan)段的優點(dian),輸出信号(hào)多樣,在能(néng)❤️源、石油🐆化(hua)工産🆚業.化(huà)學等行業(ye)的應🐆用越(yue)來越廣,不(bú)論是氣體(tǐ)還是液體(tǐ)測量💞,尤其(qi)在裝車和(he)貿易交接(jiē)提供了非(fēi)常好的解(jiě)決👅方案。
　　質(zhì)量流量計(jì)在測量混(hùn)合氣的氫(qing)氣質量時(shí),非氫氣的(de)🔆介質所帶(dai)來的誤差(chà)不容忽視(shi)。在氫氣貿(mao)易交接中(zhōng)常以純氫(qing)的标況體(ti)積數據結(jie)算,若由測(ce)量的質量(liàng)直接轉換(huan)爲純氫标(biāo)況體積🈚,将(jiang)産生超出(chu)氣體貿🔱易(yi)交接的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻質(zhì)量流量計(jì)精度的計(jì)量誤差,以(yǐ)氫氣1氮氣(qi)體積比爲(wèi)例，氫氣體(tǐ)積濃度每(mei)降低0.1%,純氫(qing)的質量比(bǐ)數據将降(jiàng)♻️低1.3%,應根據(jù)在線分析(xi)數據及時(shí)修正計量(liàng)交接修👨‍❤️‍👨正(zheng)系數,減少(shǎo)需🚶‍♀️方經濟(ji)損失。
2應用(yong)和建議
2.1節(jiē)流式流量(liàng)計在實際(ji)使用中應(yīng)關注的事(shì)項
(1)定期排(pai)空節流式(shì)流量計的(de)膜盒中積(ji)液。
(2)标定的(de)差壓值對(dui)應的流量(liang)量程與積(ji)算量程設(she)置💘是否👌--緻(zhì)。
(3)定期修正(zheng)因氫氣組(zu)份變化對(duì)工況密度(du)的造成的(de)影響。
2.2速度(du)式流量計(ji)
　　旋進式漩(xuan)渦流量計(ji)和旋進式(shì)渦輪流量(liàng)計在離線(xian)标定🔴的同(tóng).時,對溫度(du)和壓力變(bian)送器進行(hang)檢定校準(zhǔn)，并将💋修正(zhèng)值輸入積(jī)算放大器(qì)中。因氫氣(qi)質量小，需(xu)✊合理設置(zhì)零點切除(chu)值，避免無(wú)流量有幹(gan)擾小流量(liang)和切除值(zhí)過大而小(xiǎo)流量缺失(shi)計量的發(fā)生。增加現(xiàn)場維護,定(ding)期對機械(xiè)運轉軸承(chéng)加油,減小(xiǎo)渦輪始動(dòng)的系統誤(wù)差☔。
2.3質量流(liu)量計
　　在實(shí)際應用中(zhong),必須及時(shi)零點标定(dìng)操作,以消(xiao)除環境🤞溫(wēn)度變化和(hé)安裝産生(sheng)的管線應(ying)力,消除零(ling)點漂移。另(ling)外還需要(yao)定期計量(liang)比對核查(cha),計量數據(ju)偏小就要(yào)考慮旁路(lù)❌閥内漏的(de)影響，其必(bì)須研磨打(dǎ)壓測試閥(fá)門的密封(feng)性直至更(gèng)換。貿易交(jiāo)接的氫氣(qi)質量流量(liàng)計,應根據(jù)在線或離(li)🏃🏻線氣體分(fèn)析儀測量(liang)的體積百(bai)分比和組(zu)成,折算純(chun)氫質量比(bǐ)進行修正(zhèng),再換算成(chéng)标況體積(jī)進行貿易(yì)🐕計量結算(suàn)。
3結語
　　氫氣(qi)計量在實(shí)際使用中(zhong),應根據對(duì)計量精度(dù)的要求🌐,本(ben)着經濟合(he)理的原則(ze),選用流量(liàng)計,對裝置(zhì)内部物料(liao)供需的企(qǐ)業内部計(ji)量,可采用(yòng)一體化溫(wēn)度壓力補(bǔ)償的标準(zhǔn)噴嘴流量(liang)計,現場分(fèn)析氫氣組(zu)成,定期修(xiū)正密度系(xì)數,降低計(ji)量誤差;對(duì)貿易交接(jiē)計量的氫(qīng)氣流量計(ji)。

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