تأثیر نقطه صفر بر جریان‌سنج جرمی

Thread Content

آخرین بار، این پست توسط وانگ تیانزه در تاریخ ۱۶-۱۱-۲۰۱۶ ساعت ۱۲:۰۵ ویرایش شد. استفاده از دستگاه اندازه‌گیری جریان ماسه کوریولیسی HK-CMF برای اندازه‌گیری جریان ماسه هیدروکربن‌های مایع، روشی رایج برای اندازه‌گیری است؛ این روش تأثیرات ناشی از تغییرات دما، فشار و سایر پارامترها بر نتایج اندازه‌گیری را به طور مؤثر کاهش می‌دهد و دقت اندازه‌گیری ماسه هیدروکربن‌های مایع را به سطحی جدید ارتقا می‌دهد. 　　با این حال، در استفاده روزمره، به دلیل عواملی مانند محل نصب، محیط کار و شرایط فرآیندی، پدیده‌هایی مانند انحراف صفری و وجود هوای بین لایه‌ها، به طور جدی بر پایداری عملکرد اندازه‌گیری و دقت نتایج اندازه‌گیری سنجش جریان جرمی کوریولیس HK-CMF تأثیر می‌گذارند. در میان آن‌ها، وجود هوای درون سیستم را می‌توان با استفاده از جداکننده نفت و گاز یا نصب شیرهای فشاری از بین برد؛ در این مقاله به توضیح بیشتر آن پرداخته نمی‌شود. علاوه بر این، انحراف صفری، مهم‌ترین عامل تأثیرگذار بر نتایج اندازه‌گیری CMF است؛ بنابراین، نگهداری نقطه صفر CMF نیز روشی مهم برای حفظ پایداری عملکرد و دقت اندازه‌گیری‌های جریان‌سنج کوریولیس HK-CMF محسوب می‌شود. 　　تعمیرات نقطه صفر معمولاً تنها روش آن، تنظیم مستقیم در محل است. از آنجایی که نقطه صفر تأثیر قابل توجهی بر دقت اندازه‌گیری سنجش جریان جرمی کوریولیسی HK-CMF (به‌ویژه در جریان‌های کم) دارد، استفاده از روش‌های تنظیم صفر باید با احتیاط انجام شود. تنها در صورتی که مشخص شود واقعاً پدیده انحراف صفر وجود دارد و تنظیم صفر ضروری است، باید طبق استانداردها عمل کرد. این مقاله به بررسی تأثیر نقطه صفر بر دقت اندازه‌گیری CMF، روش‌های تنظیم صفر و نگهداری ساده از نقطه صفر در زندگی روزمره می‌پردازد. 　　۱. تحلیل موارد تأثیر نقطه صفر: در ادامه، به یک مورد که در سال ۲۰۱۳ در شرکت ما رخ داد، اشاره می‌شود تا تأثیر مهم نقطه صفر بر اندازه‌گیری‌ها در کاربردهای عملی را توضیح داده و اهمیت تنظیم نقطه صفر را برجسته کرد. 　　۱. معرفی وضعیت پروژه: در نوامبر سال ۲۰۱۲، خط تولید کک جدید شرکت ما با ظرفیت ۱.۶ میلیون تن راه‌اندازی شد؛ نرخ بازیابی مایع در طراحی، ۶۵٪ بوده است. با این حال، در چند ماه اول فعالیت این دستگاه، میزان بازیابی مایع تنها حدود ۶۳ درصد بود و به الزامات طراحی دست نیافت. داده‌ها همان‌طور که در جدول ۱ نشان داده شده است. http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG جدول ۱: جدول تعادل مواد واحد کاتالیز نو، ماه‌های ژوئن تا اوت. مواد خام این واحد، نفت خام هستند؛ محصولات مایع آن شامل دیزل، بنزین، روغن مومی و مقدار کمی گاز مایع می‌باشد. سنسورهای اندازه‌گیری جریان این پنج محیط مایع، همگی از نوع سنسورهای جریان جرمی کوریولیسی HK-CMF هستند که از نظر دقت، استانداردهای لازم را دارند و عملکرد آن‌ها کاملاً مطابق با الزامات اندازه‌گیری این واحد است. برای کمک به کارگاه در یافتن دلایل عدم رعایت استانداردهای جذب مایع، کارکنان مسئول نگهداری فلاکس‌مترها و متخصصان، بررسی‌های گسترده‌ای انجام دادند و فلاکس‌متر مربوطه را باز کرده و آن را بررسی کردند؛ نتایج بررسی همچنان مطلوب بود. همزمان، نقطه صفر سایر شمارنده‌های جریان نیز بررسی شد؛ با بستن و باز کردن شیرهای دستی، همگی شمارنده‌ها به نقطه صفر بازگشتند، و بدین ترتیب احتمال خطا در شمارنده‌ها به دلیل نقطه صفر رد شد (اما مشکل دقیقاً همینجا بود). پس از آن، مهندسان حرفه‌ای شرکت امرسون برای بررسی تخصصی تمام دستگاه‌های اندازه‌گیری به محل فراخوانده شدند؛ در نتیجه مشخص شد که برای دستگاه اندازه‌گیری روغن خام و روغن باقی‌مانده، با مدل CMFHC2G، مقدار صفر استاتیکی پردازنده اصلی دستگاه، یعنی Kzero، برابر با -0.01188947 میکروثانیه بود؛ در حالی که مقدار فعلی صفر، -1.059366 میکروثانیه است. بنابراین، Kzero دیگر مقدار صفر پیش‌فرض نیست و تغییر قابل توجهی داشته است. 　　۲. تحلیل موردی: از آنجایی که نادرستی مقدار صفر می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر دقت اندازه‌گیری سنجش جریان با روش کوریولیس HK-CMF داشته باشد، در این مورد تغییرات زیادی در مقدار صفر وجود دارد؛ با نادیده گرفتن تأثیر دما و استفاده از فرمول‌های مربوطه، مقدار صفر پویای سنجش جریان باید ۱۰.۷ (تن/ساعت) باشد. با توجه به جریان فعلی ۱۵۶ تن/ساعت، خطای ناشی از این مقدار صفر برابر با ۱۰.۷/۱۵۶ = ۶.۸۶٪ خواهد بود. پس از بازگرداندن نقطه صفر، مقادیر اندازه‌گیری شده توسط این جریان‌سنج جرمی کوریولیس HK-CMF به حالت عادی برگشت و میزان مایع دریافتی توسط این دستگاه به ۶۸٪ رسید که مطابق با الزامات طراحی است. 　　پس چه عواملی باعث چنین انحراف زیاد در مقدار صفر می‌شوند؟ ابتدا دلایل این انحراف زیاد را بررسی می‌کنیم: (۱) این دستگاه اندازه‌گیری جریان جرمی HK-CMF، پیش از نصب مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج آزمایش مطابق استانداردها بود؛ بنابراین در این حالت، انحرافی در مقدار صفر ایجاد نخواهد شد. 　　(۲) تغییر دستی صفر استاتیک نیازمند یک دستگاه کنترل دستی حرفه‌ای یا نرم‌افزار روی لپ‌تاپ است که تنها در اختیار پرسنل حرفه‌ای نگهداری اندازه‌گیری‌ها قرار دارد، و آن‌ها نیز امکان انجام چنین تغییراتی را ندارند. 　　(۳) کارکنان نگهداری اندازه‌گیری، پس از نصب دستگاه جریان‌سنج، متوجه شدند که مقدار نشان داده شده توسط دستگاه صفر نیست؛ بنابراین در شرایطی که شرایط تنظیم صفر فراهم نبود، عملیات تنظیم صفر را انجام دادند که منجر به انحراف از مقدار صفر شد. 　　از آنجا که از شرایط دقیق آن زمان اطلاعی نداریم، پس از تحلیل، نویسنده معتقد است که سومین گزینه احتمال بیشتری دارد. 　　پس چه دلیلی باعث شد که در فرآیندهای بررسی بعدی جریان‌سنج جرمی کوریولیسی HK-CMF، چنین انحراف بزرگی در مقدار صفر مشاهده نشود؟ به نظر نویسنده، این وضعیت ناشی از تنظیم نادرست مقدار آستانه، یعنی مقدار حذف جریان کم، است که تاکنون مورد توجه کافی قرار نگرفته است؛ یعنی در آن زمان، آستانه جریان‌سنج جرمی کوریولیسی HK-CMF بالاتر از ۱۰.۷ تن در ساعت بود، و به دلیل انحراف در مقدار صفر، دستگاه به مقدار صفر بازمی‌گشت. در حین تعمیرات نقطه صفر، روش معمول تکنسین‌ها این است که ابتدا شیر دستی پشتی را ببندند و سپس شیر دستی جلویی را؛ سپس میزان جریان را روی دستگاه اندازه‌گیری بررسی می‌کنند تا مشخص شود آیا این مقدار به صفر رسیده است یا خیر. اگر مقدار جریان روی دستگاه به صفر برسد، فرض می‌شود که مشکلی در نقطه صفر دستگاه وجود ندارد؛ حتی اگر در آن لحظه، جریان واقعی دستگاه ۱۰.۷ تن در ساعت باشد. دقیقاً به همین دلیل، در بررسی‌های بعدی CMF، مشکل انحراف صفری مشاهده نشد. 　　در واقع، این وضعیت در حال حاضر در فرآیندهای نگهداری و استفاده از سنج‌های جریان ماسه کوریولیسی نوع HK-CMF در کشور ما به طور گسترده وجود دارد. تنظیم نقطه صفر، از تجمع نامناسب جریان در شرایط کاری غیرطبیعی سنج‌های جریان ماسه‌ای کوریولیسی HK-CMF جلوگیری می‌کند؛ اما اگر مقدار آستانه بیش از حد باشد، امکان تشخیص انحراف نقطه صفر در کاربردهای روزمره از بین خواهد رفت. این موضوع در کاربردهای CMF در کشور ما هنوز به اندازه کافی مورد توجه قرار نگرفته است. 　　۲. روش‌های نگهداری نقطه صفر جریان‌سنج کیفیت کوریولیس HK-CMF در شرایط روزمره
۱. تنظیم مقادیر مناسب برای آستانه‌ها
تنظیم مقادیر مناسب برای آستانه‌ها، نه تنها به حذف مؤثر نوسانات کوچک ناشی از اندازه‌گیری‌های نامناسب کمک می‌کند، بلکه باعث سهولت در نگهداری روزانه نقطه صفر نیز می‌شود و از بروز مشکلاتی مشابه موارد ذکر شده در قبل جلوگیری می‌کند. نویسنده معتقد است که تنظیم آستانه به نصف دقت CMF برای مقدار جریان معمولی محیطی که توسط این فلومتر جریان جرمی کوریولی HK-CMF اندازه‌گیری می‌شود، مناسب‌تر است. به عنوان مثال، در مثال قبلی، دقت CMF شرکت امرسون ۰.۵٪ بود و حجم جریان معمولی ۱۶۰ تن در ساعت بود؛ بنابراین مقدار آستانه را می‌توان به صورت ۱۶۰×۰.۵٪÷۲ = ۰.۴ تن در ساعت تعیین کرد. بدین ترتیب، حتی در صورت وجود انحراف صفری، تا زمانی که مقدار اندازه‌گیری شده بالاتر از این عدد باشد، تیم نگهداری می‌تواند آن را به موقع تشخیص دهد؛ در صورتی که مقدار پایین‌تر از این عدد باشد، بر اساس فرمول محاسبه خطای CMF ارائه شده توسط تولیدکننده، مقدار خطا برابر خواهد بود با ±۰.۱۰٪ ± [((صفر/مقدار جریان) × ۱۰۰)]٪ = ±۰.۱۰٪ ± [((۰.۴/۱۶۰) × ۱۰۰)]٪ = ±۰.۳۵٪، بنابراین حتی در صورت وجود انحراف صفری، نتایج اندازه‌گیری همچنان در محدوده مجاز قرار خواهند داشت. برای روش‌های اندازه‌گیری غیرپیوسته نیز می‌توان با این روش مقادیر ثابت تعیین کرد و سپس با استفاده از روش خواندن دستی مقادیر، حجم جریان در زمان‌هایی که اندازه‌گیری انجام نشده، حذف شود. 　　۲. تأیید نقطه صفر در زمان مناسب: برای جریان‌سنج‌های جرمی کوریولیسی نوع HK-CMF که در حال استفاده هستند، باید به طور دوره‌ای نقطه صفر آن‌ها بررسی شود تا بتوان در زمان مناسب مشکلات مربوط به انحراف نقطه صفر را شناسایی کرده و آن‌ها را اصلاح کرد. 　　۳. رفتار محتاطانه برای تنظیم صفر: اگر در فرآیند تأیید مقدار صفر، مشخص شد که جریان‌سنج جرمی کوریولیس HK-CMF دارای مقدار غیرصفری است، باید ابتدا وضعیت کارکرد دستگاه را بررسی کرد و دلایل این موضوع را تحلیل نمود. به عنوان مثال، باید بررسی کرد که آیا محیط موجود در داخل جریان‌سنج در حالت توقف قرار دارد یا خیر، آیا لوله‌ها پر از محیط هستند یا خیر (می‌توان با استفاده از مقدار چگالی نمایش داده شده توسط جریان‌سنج، وضعیت محیط درون لوله‌ها را تشخیص داد)، آیا شرایط فرآیند تغییرات چشمگیری داشته است یا خیر، آیا شیرهای کنترلی در ورودی و خروجی کاملاً بسته هستند یا خیر، و آیا در محیط اطراف میدان مغناطیسی قوی یا نوساناتی وجود دارد یا خیر. پس از حذف عوامل فوق، می‌توان تشخیص داد که آیا نقطه صفر سنج جریان جرمی کوریولیس HK-CMF واقعاً دچار تغییر شده است یا خیر، و سپس عملیات تنظیم مجدد نقطه صفر را بر روی سنج جریان جرمی کوریولیس HK-CMF انجام داد. 　　۴. روش استاندارد صفرسازی (۱) اطمینان حاصل کنید که دستگاه اندازه‌گیری جریان جرمی کوریولیس HK-CMF در محیط کاری خود قرار دارد و لوله اندازه‌گیری پر از محیطی است که قرار است اندازه‌گیری شود. 　　(۲) اگر شیر میان‌خطی وجود دارد، ابتدا آن را باز کنید. 　　(۳) شیر مسدودکننده‌ی پایین‌دستی (یعنی شیر احتیاطی) را ببندید تا جریان مایع عبوری از لوله‌ی اندازه‌گیری قطع شود و اطمینان حاصل کنید که درزبندی مناسبی وجود دارد. 　　(۴) اگر شیر قطع جریان در سمت بالادست وجود داشته باشد (یعنی شیر کنترلی قبلی)، باید آن شیر قطع جریان را بست. 　　(۵) عملیات تنظیم صفر را مطابق با فرآیند تنظیم صفر مورد نیاز تولیدکننده انجام دهید. 　　(۶) مقدار تغییر نقاط صفر قبل و بعد را ثبت کنید؛ اگر تغییر زیاد باشد، باید در نظر گرفت که آیا این CMF نیاز به بررسی/تنظیم مجدد دارد یا خیر.