تأثير الصفر على مقياس تدفق الكتلة

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة وانغ تيانزه في تاريخ 16/11/2016 الساعة 12:05. يُعتبر استخدام جهاز قياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF كوريوليس وسيلة شائعة لقياس تدفق الهيدروكربونات السائلة، حيث يساعد في تقليل تأثير التغيرات في درجة حرارة الوسط والضغط على دقة القياس، مما يرفع دقة قياس كتلة الهيدروكربونات السائلة إلى مستوى أعلى. 　　ومع ذلك، في الاستخدام اليومي، وبسبب عوامل مثل موقع التركيب والبيئة العملية وظروف العملية، فإن عوامل مثل الانحرافات ووجود الهواء تؤثر بشكل كبير على استقرار أداء مقياس التدفق الكتلي من نوع كوريوليس HK-CMF وعلى دقة نتائج القياس. يمكن التخلص من وجود الهواء الموجود بين المواد عن طريق استخدام جهاز فصل الزيت عن الغاز، أو باستخدام صمامات ضغط، ولن يتم شرح ذلك بالتفصيل في هذا المقال؛ بالإضافة إلى ذلك، يُعتبر الانحراف إلى الصفر أهم عامل يؤثر على نتائج قياس CMF، وبالتالي فإن الحفاظ على نقطة الصفر في جهاز قياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF يُعد وسيلة مهمة للحفاظ على دقة القياسات. 　　عادةً، لا يوجد سوى طريقة واحدة لصيانة النقطة صفر، وهي ضبطها ميدانيًا. نظرًا لأن القيمة صفر تؤثر بشكل كبير على دقة قياس مقياس التدفق الكتلي من نوع HK-CMF القائم على مبدأ كوريوليس (خاصة عند التدفقات المنخفضة)، يجب التعامل مع عملية ضبط الصفر بحذر شديد. وعند التأكد من وجود ظاهرة الانحراف إلى الصفر وأنه لا يمكن تجنب ذلك، يجب ضبط الصفر وفقًا للمعايير المحددة بدقة. يشرح هذا المقال تأثير نقطة الصفر على دقة قياس CMF، وطرق ضبط الصفر، بالإضافة إلى الطرق البسيطة لصيانة نقطة الصفر بشكل يومي. 　　أولاً: تحليل حالات تأثير النقطة صفر
فيما يلي، نستشهد بحالة وقعت في شركتنا عام 2013 لشرح التأثير المهم الذي تحدثه النقطة صفر في عمليات القياس في الواقع، ولتوضيح أهمية ضبط النقطة صفر. 　　1. عرض للحالة: في نوفمبر 2012، تم إنشاء وتشغيل وحدة تكرير الفحم الجديدة التابعة لشركتنا بطاقة 1.6 مليون طن، وكانت نسبة السائل المستخلص حسب التصميم 65%. ومع ذلك، خلال الأشهر القليلة الأولى من تشغيل هذا الجهاز، بلغت نسبة السائل المستخلص حوالي 63% فقط، وهو ما لا يتوافق مع المتطلبات التصميمية. البيانات كما هو موضح في الجدول 1. http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG الجدول 1: جدول التوازن المادي لوحدة التكرير الجديدة من يونيو إلى أغسطس. المواد الخام المستخدمة في هذه الوحدة هي النفط الخام، أما المنتجات السائلة فهي الديزل والبنزين والشمع النفطي بالإضافة إلى كمية صغيرة من الغاز المسال. جميع مقاييس التدفق المستخدمة لقياس تدفق هذه المواد السائلة هي مقاييس من نوع HK-CMF كوريوليس، وهي مقاييس معتمدة وتلبي متطلبات القياس في الوحدة بشكل كامل. للمساعدة في تحديد أسباب عدم تحقيق معايير جودة السوائل في الورشة، قام فنيو صيانة مقاييس التدفق والخبراء بإجراء فحوصات متعددة، كما تم فك مقياس تدفق الزيت الشمعي لفحصه، وظلت نتائج الفحص مطابقة للمعايير. في الوقت نفسه، تم فحص نقطة الصفر للمقاييس الأخرى، وبعد إغلاق الصمامات اليدوية قبل وبعد ذلك، عادت جميع المقاييس إلى نقطة الصفر، مما أدى إلى استبعاد احتمال أن تكون نقطة الصفر هي سبب الانحراف في قراءات المقاييس (لكن المشكلة كانت تكمن بالضبط في هذا الأمر). بعد ذلك، تمت دعوة مهندسي إيمرسون المتخصصين إلى الموقع لإجراء فحص متخصص لجميع مقاييس التدفق، وتبين أن قيمة الصفر الثابتة لوحدة قياس زيت الخام، من طراز CMFHC2G، كانت -0.01188947 ميكروثانية، بينما القيمة الحالية للصفر هي -1.059366 ميكروثانية، أي أن قيمة Kzero لم تعد هي القيمة الافتراضية، بل حدث تغيير كبير فيها. 　　٢. تحليل الحالة: نظرًا لأن عدم دقة القيمة الصفرية يمكن أن يؤثر بشكل كبير على دقة قياس مقياس التدفق من نوع كوريوليس HK-CMF، ففي هذه الحالة، كانت قيمة الصفرية تتغير بشكل كبير. وبتجاهل تأثير درجة الحرارة، وباستخدام الصيغ المناسبة، فإن القيمة الصفرية الديناميكية لمقياس التدفق يجب أن تكون ١٠.٧ (طن/ساعة). وباستخدام قيمة التدفق الحالية وهي ١٥٦ طن/ساعة، فإن الخطأ الناتج عن هذه القيمة الصفرية يبلغ ١٠.٧/١٥٦ = ٦.٨٦%. بعد استعادة النقطة الصفرية، عادت قيم القياس لمقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF كوريوليس إلى حالتها الطبيعية، وبلغت نسبة التجميع السائلي للجهاز 68%، وهو ما يتوافق مع المتطلبات التصميمية. 　　إذًا، ما السبب الذي يؤدي إلى حدوث انحراف كبير في القيمة الصفرية؟ دعونا أولاً نحلل أسباب هذا الانحراف الكبير: (1) تم فحص جهاز قياس التدفق بالقصور الذاتي من نوع HK-CMF قبل تركيبه، وكانت نتائج الفحص مطابقة للمعايير المطلوبة، ولذلك لا ينبغي أن يحدث انحراف في القيمة الصفرية في هذه الحالة. 　　(2) يتطلب تعديل النقطة الصفرية الثابتة يدويًا جهاز تشغيل متخصص أو برنامج على الكمبيوتر، وهو شيء لا يمتلكه سوى فنيو القياس المتخصصون، ومن المستحيل عليهم إجراء مثل هذه التعديلات. 　　(3) اكتشف فنيو الصيانة أثناء الفحص بعد تركيب مقياس التدفق أن الجهاز يُظهر قيمة تدفق غير صفر، فقاموا بعملية ضبط الصفر بنية حسنة في ظل عدم توافر شروط ضبط الصفر، مما أدى إلى حدوث تذبذب في القيمة الصفرية. 　　نظرًا لعدم معرفة الوضع الدقيق في ذلك الوقت، وبعد التحليل، يعتقد الكاتب أن الاحتمال الثالث هو الأكثر ترجيحًا. 　　ما السبب أيضًا الذي جعله لم يتم اكتشاف مثل هذا الانحراف الكبير في قيمة الصفر خلال عمليات فحص مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF في المراحل اللاحقة؟ يعتقد الكاتب أن السبب يكمن في عدم الاهتمام بقيمة التدفق المنخفض، أي أن إعداد القيمة الحدية كان خاطئًا؛ ففي ذلك الوقت، كانت القيمة الحدية لمقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF أعلى من 10.7 طن/ساعة، وبسبب الانحراف في قيمة الصفر، كان المقياس يعود إلى القيمة الصفرية. أما عملية الصيانة في النقطة صفر، فإن الخطوات المتبعة عادةً هي إغلاق الصمام الخلفي أولاً، ثم إغلاق الصمام الأمامي، مع مراقبة ما إذا كانت قراءة المقياس تعود إلى الصفر أم لا. وإذا عاد المقياس إلى الصفر، يُعتبر ذلك دليلاً على أن هناك لا مشكلة في نقطة الصفر لدى المقياس، حتى لو كانت هناك في الواقع قراءة فعلية للتدفق تبلغ 10.7 طن/ساعة في تلك اللحظة. ولهذا السبب، لم يتم اكتشاف مشكلة الانحراف إلى الصفر في فحوصات CMF اللاحقة. 　　في الواقع، هذه الحالة شائعة في عمليات صيانة مقاييس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF كوريوليس في السوق المحلية حاليًا. يساعد إعداد القيمة صفر في تجنب تراكم كمية التدفق بشكل غير مناسب في مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF في الحالات غير الطبيعية، لكن إذا كانت قيمة العتبة مرتفعة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى عدم القدرة على اكتشاف أي تغيرات في القيمة الصفرية أثناء الاستخدام اليومي. ولم يتم إيلاء اهتمام كافٍ لهذه المسألة في تطبيقات CMF في الصين حتى الآن. 　　ثانيًا: طرق الصيانة اليومية لنقطة الصفر في مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF كوريوليس
1. تحديد قيم عتبة مناسبة
إن تحديد قيم عتبة مناسبة لا يساعد فقط في التخلص بفعالية من التغيرات الصغيرة الناتجة عن قياسات غير دقيقة، بل يسهل أيضًا عملية الصيانة اليومية لنقطة الصفر، ويمنع حدوث المشاكل التي حدثت في الأمثلة السابقة. يعتقد الكاتب أن من المناسب ضبط القيمة العتبية عند نصف دقة CMF للتدفق المستخدم عادةً في الوسط الذي يقيسه مقياس تدفق الكتلة كوريوليسي HK-CMF. على سبيل المثال، في الحالة المذكورة سابقًا، كانت دقة نظام CMF الخاص بشركة إيمرسون 0.5%، وكان معدل التدفق المستخدم 160 طن/ساعة؛ لذا يمكن تحديد القيمة الحدية على النحو التالي: 160 × 0.5% ÷ 2 = 0.4 طن/ساعة. وبهذه الطريقة، حتى في حالة وجود انحراف صفري، يمكن لفريق الصيانة اكتشاف ذلك في الوقت المناسب طالما أن القيمة تظل فوق هذا الحد؛ أما إذا كانت القيمة أقل من ذلك، فإنه وفقًا لصيغة حساب خطأ CMF التي يوفرها الشركة المصنعة، فإن القيمة ستكون ضمن نطاق ±0.10% ± [(القيمة الصفرية/قيمة التدفق) × 100]%، أي ±0.10% ± [(0.4/160) × 100]%، أي ±0.35%. وبالتالي، حتى في حالة وجود انحراف صفري، تظل القيمة ضمن النطاق المقبول. بالنسبة لطرق القياس غير المتواصل، يمكن أيضًا تحديد عتبات باستخدام هذه الطريقة، ثم استخدام طريقة القراءة اليدوية لحساب الفواتير لإزالة الكميات المتراكمة خلال الأوقات التي لا يتم فيها القياس. 　　2. التحقق من النقطة الصفرية في الوقت المناسب: يجب إجراء التحقق من النقطة الصفرية بشكل دوري لأجهزة قياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF، وذلك للكشف عن أي انحرافات في القياسات في الوقت المناسب وتصحيحها. 　　٣. سلوك التعديل الدقيق للقيمة صفرية: إذا تبين أثناء التحقق من القيمة صفرية وجود قيمة غير صفرية في مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF، فيجب أولاً مراقبة حالة عمل الجهاز وتحليل أسباب وجود هذه القيمة غير الصفرية. ويمكن تحديد ذلك من خلال معرفة ما إذا كان المائع داخل مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF في حالة توقف تدفقه، أو أنه في حالة امتلاء الأنبوب (ويمكن تحديد ذلك من خلال قيمة الكثافة المعروضة على الجهاز)، كما يجب التحقق من ما إذا كانت هناك تغييرات كبيرة في ظروف العملية، وما إذا كانت الصمامات مغلقة بشكل كامل، وما إذا كان هناك مجال مغناطيسي قوي أو اهتزازات في البيئة المحيطة. بعد استبعاد العوامل المذكورة أعلاه، يمكن تحديد ما إذا كانت نقطة الصفر في مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF كوريوليس قد تغيرت فعلاً، وبالتالي يمكن إجراء عملية ضبط الصفر لهذا المقياس في الموقع. 　　4. إجراءات ضبط الصفر بشكل صحيح (1) التأكد من أن مقياس تدفق الكتلة من نوع HK-CMF كوريوليس يعمل في بيئته المناسبة، وأن أنبوب القياس ممتلئ بالمادة المراد قياسها. 　　(2) إذا كان هناك صمام تخطي، فافتح صمام التخطي أولاً. 　　(3) أغلق صمام العزل في الجزء السفلي (أي الصمام الخلفي)، لقطع تدفق السائل عبر أنبوب القياس، مع ضمان إتمام الإغلاق بشكل جيد. 　　(4) إذا كان هناك صمام قطع علوي (أي الصمام الأمامي)، فيجب إغلاق صمام القطع العلوي. 　　(5) قم بعملية ضبط الصفر وفقًا لإجراءات ضبط الصفر المحددة من قبل الشركة المصنعة. 　　(6) تسجيل قيم التغير في الصفر قبل وبعد القياس؛ وإذا كان التغير كبيرًا، يجب النظر في ما إذا كان من الضروري إعادة فحص/معايرة ذلك الـ CMF.