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      校準過程中導致電磁流量計流量示值誤差偏大的原因和解決辦法

      來源:作者:發表時間:2017-06-22 09:55:16

      摘要:天然氣計量通常依據電磁流量計算機數據。電磁流量計算機通過采集現場溫度、壓力、氣體組分等進行工況體積量與標況體積量之間的換算。通過分析工況標況流量轉換公式,將電磁流量計算機校準問題歸納分類。總結校準過程常見的問題,分析后找出問題的產生原因并提出了解決方法,確保電磁流量計算機準確度和正常運行。在石化工業上,提高電磁流量計算機的準確度可以提高物料配比準確性,保證產品質量和純度,節約原料減少廢料,降低污染物排放,降低因不精確測量導致多送物料的輸送能耗,實現物料平衡和能量平衡的目的。
       
      在天然氣計量通常依據標況體積流量。電磁流量計算機采集電磁流量計數據及相關的溫度壓力等參數,按照數學模型對數據轉換并分析處理,計算出相應的標況流量數據。必須對其進行校準,才能保證天然氣的計量準確。自 2005 年 JJG 1003—2005 《流量積算儀檢定規程》 施行以來,電磁流量計算機在使用方面研究較多,在檢定或校準方面 [3-5] 的論文較少。筆者對校準過程中導致流量示值誤差偏大和校準完成后導致電磁流量計算機不能正常運行兩方面因素進行總結分析,并提出了解決方法。
       
      1 校準過程中導致流量示值誤差偏大因素天然氣工況流量轉化為標況流量,依據下列公式:流量計算公式一
       
      式中: Q n — —標準參考條件下氣體體積流量,Nm3 /h;
      Q m — —工況條件下氣體體積流量,m3 /h;
      P m — —工況條件下氣體壓力,kPa;
      P n — —標準參考條件下氣體壓力,101.325kPa;
      T n — —標準參考條件下氣體溫度,20 ℃;
      T m — —工況條件下氣體溫度,℃;
      Z n — —標準參考條件下氣體壓縮系數;
      Z m — —工作條件下氣體壓縮系數;
      V — —工況條件下氣體流速,m/s;
      d — —工況條件下傳感器內徑,m。
       
      如果流量校準示值誤差較大,那么誤差產生的因素就一定在 P n 和 T n 、 P m 和 T m 、 Z n 和 Z m 、 Q m或 V 這四組量之間。
      1) 流量核算 Q n 示值誤差0.300%~0.350%(表1)。
      流量計校準結果數據
       
      原因分析:組態 P n 誤設為 101 kPa。電磁流量計算機中設置的 P n 和 T n 均參與計算,不能隨意舍入。
      解決方法:將標況壓力改為 101.325 kPa。
      2) 電磁流量計算機顯示壓縮因子計算錯誤,內容為 Z n error,流量校準誤差較大。
      原因分析:氣體組分有錯誤,如組分之和偏離100%太大或輸入了一個負的氣體組分,導致 Z n 和Z m 計算錯誤。
      解決方法:在軟件內查看氣體組分,是否有誤輸入。
      3) 電磁流量計算機計算出的 Z n 和 Z m 值與國家站軟件計算值偏差較大。檢查中發現將氣體組分設置為選用 keypad 值時,實際使用值 select 值與 keypad值不一致。
      原因分析:廠家組態誤操作造成物理地址不對應。keypad值實際尋址為 Downlord值。
      解決方法:使用 select值進行校準。
      氣體為 17 ℃時流量校準結果數據
      4) 電磁流量計算機計算出的 Z n 和 Z m 值與國家站軟件計算值偏差較大。檢查中發現電磁流量計算機算出的密度值與國家站軟件計算值差別很大。
      原 因 分 析 : 流 量 計 算 機 組 態 中 STANDARDDENSITY Mode Status 應 設 置 為 compress (壓 縮法),受檢單位誤設置為 CV (熱值法)。
      解決方法:改回 compress(壓縮法)。
      5) S600計算出的 Q m 值與國家站軟件計算值有偏差。如表 2、表 3 所示,同一臺電磁流量計算機采用不同的溫度校準,示值誤差相差了 4倍。
      氣體為 73 ℃時流量校準結果數據
       
      原因分析:S600 計算出的 Q m 值采用修正公式計算,加入了溫度壓力修正系數,屬于 Q m 與 V 換算問題。
       
      在 S600 電磁流量計算機中,工況體積流量的計算公式為:
       
      式中: Q m — —溫度、壓力修正后的工況流量,m3 /h;
      V — —天然氣流速,m/s;
      d — —超聲電磁流量計表體內徑,m;
      C P — —壓力對工況流量的修正系數,由公
      式 (3) 計算所得;
      C T — —溫度對工況流量的修正系數,由公
      式 (5) 計算所得;
      M F — —校準系數;
      C F — —管道流體流速分布系數。
       
      式中: S — —超聲電磁流量計表體材質壓力膨脹修正系數,由公式 (4) 計算所得;
      P L — —壓力,kPa;
      P CAL — —標定內徑時的壓力,通常為標準狀態大氣壓。
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