Применение расходомеров массы в измерении нефтепродуктов

Thread Content

Предыстория: В промышленном производстве из-за необходимости соблюдения баланса материалов, теплового баланса, а также для целей экономического учета измеряется масса, а не объем. Поэтому при измерениях зачастую необходимо умножить измеренный объемный расход на плотность, чтобы преобразовать его в массовый расход. При измерении объемного расхода необходимо также измерять температуру и давление жидкости, чтобы преобразовать объемный расход в значения в стандартных условиях. Только после этого можно определить массовый расход. Таким образом, при частых изменениях температуры и давления в исследуемой среде не только затрудняется процесс преобразования значений, но и становится сложно обеспечить точность измерений. С развитием современных научных и технических достижений появилось множество методов и приборов для прямого измерения расхода массы. Кориолисовый расходомер массы действительно обеспечивает высокоточное прямое измерение массы, что и требуется во многих промышленных приложениях. Принцип работы расходомера массы: конструкция расходомера массы представляет собой двухвитковую U-образную трубку. Принцип измерения заключается в определении фазовой разницы, возникающей под действием силы Кориолиса, действующей на эту трубку, что позволяет определять массовый расход в трубопроводе. Особенности расходомера массы: Расходомер массы позволяет напрямую измерять массовый расход среды в трубопроводе. Он обеспечивает высокую точность измерений и стабильность результатов. Кроме того, он способен осуществлять прямое измерение массового расхода жидкости в довольно широком диапазоне значений. Широкий диапазон измеряемых сред: помимо жидкостей с однородной вязкостью, также различные жидкости с высокой вязкостью и неньютоновского характера, а также суспензии, содержащие твердые частицы, и среды с незначительным содержанием газовой фазы. 1) Точность до ±0,1%. 2) Соответствует стандартам CFDA. 3) Срок службы продукта — более 10 лет. 4) Используется технология сварки в вакууме при высоких температурах, что обеспечивает более стабильную работу. 5) Класс защиты IP66: защита от пыли и воды; при тестировании на глубине 1 метра в течение 72 часов передача данных происходит нормально. 6) Дизайн с минимальным энергопотреблением: общее потребление энергии не превышает 10 Вт. 7) Управление с помощью оптических кнопок; показатель расхода в реальном времени. Управление интерфейсом взрывозащищенной досмотровой системы может использоваться в зонах с высоким риском взрывов 1 или 2. 8) Приоритет сигналов тревоги. Чрезвычайно быстрая реакция: информация о сигналах тревоги получается мгновенно. 9) Выход данных с несколькими параметрами: можно одновременно получать данные о суммарном объеме, мгновенном расходе, плотности и температуре; поддерживаются интерфейсы RS485 и аналоговые сигналы. 10) Возможность восстановления исторических данных: при сбоях в работе верхнего уровня управления данные хранятся в кэше, что позволяет иметь к ним доступ в любое время. I. Применение измерителей массового расхода в измерении нефтепродуктов 1.1 Применение измерителей массового расхода при измерении бензина и дизельного топлива Измерение объемов нефтепродуктов при их торговле всегда было предметом пристального внимания. Стороны, участвующие в сделках, из-за разногласий по поводу измерений иногда обращаются за помощью к органам контроля за измерениями. С распространением использования расходомеров массы это противоречие было хорошо решено. Компания «Север» установила правило, согласно которому при загрузке бензина и дизельного топлива на суда необходимо использовать расходомеры массового потока для измерения количества топлива. За последние два года такой подход показал себя очень эффективным: погрешности измерений остаются в пределах допустимой точности. Применение расходомеров массы при передаче товаров устраняет человеческий фактор в процессе измерений, снижает ошибки, возникающие ранее при ручном измерении уровня жидкости с помощью щупа, измерении температуры с помощью стеклянной палочки и измерении плотности с помощью денсиметра, тем самым повышая точность измерений. 1.2 Применение расходомеров массы в измерении газов. Для газов высокой чистоты (например, водорода с чистотой до 99,99%) или газов с постоянным составом можно использовать расходомеры массы для их измерения. Введите плотность газа при стандартных условиях, после преобразования можно определить его объем при стандартных условиях. Филиал China National Petroleum Corporation закупает водород на внешних рынках (чистота водорода может достигать 99,99%), при этом соблюдаются требования поставщика. Поставщик использует расходомеры с дисковыми клапанами, оснащенные функциями коррекции температуры и давления; однако при фактических измерениях никаких изменений не наблюдается. На предприятии «Чжунъюй Шихуа» был установлен измеритель массового потока для контроля количества водорода, поставляемого поставщиком. В ходе измерений было обнаружено, что иногда количество водорода в день на 30 000 НМ3 меньше, чем указано поставщиком. После многократных сравнений со стороны обеих сторон и поиска причин было установлено, что проблема заключается в неправильной конструкции клапана у поставщика. 1.3 Применение расходомеров массы при измерении тяжелого нефтепродукта. Расходомеры массы уже широко используются для измерения легких нефтепродуктов, однако их применение при измерении тяжелого нефтепродукта пока еще ограничено. Измерение тяжелой нефти включает измерение сырой нефти и асфальта. При измерении массового расхода тяжелой нефти необходимо учитывать высокую вязкость этой нефти, что приводит к образованию на внутренней поверхности измерительной трубы налета. Из-за явления прикрепления к стенке происходит снижение пропускной способности измерительной трубы, в результате чего рыночная стоимость передатчика оказывается завышенной. Если два измерительных трубопровода закреплены на стене неравномерно, это может привести к аномальным вибрациям трубопроводов и к тому, что датчики не смогут нормально функционировать. Для устранения явления прилипания к стенкам необходимо повысить температуру среды и обеспечить её движение. Экспорт нефтепродуктов, в частности асфальта, зачастую происходит попеременно, поэтому крайне важно обеспечить надлежащее теплоизоляционное покрытие. Для расходомера массы необходимо использовать паровое отопление, причем оно должно быть равномерным с обеих сторон; также требуется изоляция из солевой ваты и железной фольги. Достигнуть температуры среды в измерительной трубке выше 80 градусов. Для устранения влияния осадка на стенках и обеспечения нормальной работы расходомера массы. Использование расходомера массы для измерения сырой нефти позволяет исключить влияние таких легковоспламеняющихся примесей, как C1, C2 и C3. Повышение точности измерений. II. Некоторые вопросы, на которые следует обратить внимание при применении расходомеров массы 2.1 Проблема смещения нуля Точность расходомера массы = базовая точность ± стабильность нуля/рабочий расход. Несмотря на то, что при производстве и настройке кориолисовых расходомеров массы принимаются меры предосторожности для предотвращения смещения нуля с целью его максимального снижения, смещение нуля все же имеет место. При минимальном уровне потока дрейф нуля становится незначимым. Смещение нуля в основном обусловлено самим датчиком, и его можно снизить путем периодической калибровки. 2.2 Влияние внешних нагрузок При установке кориолисового расходомера массы, особенно при монтаже датчика, крайне важно обеспечить отсутствие нагрузок. Это «отсутствие напряжений» — это означает необходимость избегания или снижения напряжений, возникающих в результате факторов, связанных с монтажом, чтобы обеспечить нормальную работу датчика. В процессе установки разница между диаметром трубы массового расходомера и диаметром основной трубопроводной линии может быть значительной. Рекомендуется установить в основной трубопровод U-образный изгиб, а массовый расходомер разместить на этом изгибе, чтобы устранить влияние внешних нагрузок. 2.3 Влияние вибраций Принцип действия и конструкция кориолисового расходомера массы делают его чувствительным к внешним вибрациям, которые могут повлиять на результаты измерений. В местах с сильными вибрациями трубопровода можно устанавливать расходомеры малого диаметра; к входу и выходу таких расходомеров можно подключить шланги, а сами расходомеры — закрепить на прочной основе или амортизирующей плате. При установке измерителей расхода большого диаметра на таких трубопроводах иногда требуется использование экспансионных узлов для снижения вибраций. Однако между экспансионным узлом и датчиком необходимо установить прочную опору, иначе из-за дополнительных нагрузок, возникающих в результате растяжения или сжатия трубопровода, данные измерений будут неточными. При параллельной установке двух датчиков на соседних трубопроводах также необходимо соблюдать расстояние между ними, чтобы избежать взаимного влияния. 2.4 Принцип оптимального распределения потока. Как правило, характеристики кориолисового расходомера массы не зависят от вихревых токов и неравномерного распределения скорости потока, возникающих из-за паттернов прокладки труб выше и ниже устройства. Обычно нет необходимости использовать участки прямых труб, однако при фактической прокладке труб все равно соблюдается принцип оптимального распределения потока. Кориолисовый расходомер массы благодаря своим выдающимся характеристикам и высокой точности находит широкое применение в измерениях на нефтяных полях. Ему также уделяется всё больше внимания. Постепенно стал одним из важных средств для измерения при передаче нефтепродуктов.