Влияние нулевой точки на расходомер массы

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано Ван Тяньцзэ 16.11.2016 в 12:05. Использование кориолисовых расходомеров модели HK-CMF для измерения массового расхода жидких углеводородов в настоящее время считается общепринятым методом измерения. Этот метод эффективно снижает влияние изменений температуры, давления и других параметров среды на точность измерений, что позволяет повысить точность измерения массы жидких углеводородов до нового уровня. 　　Однако в повседневной эксплуатации факторы, такие как место установки, условия работы и технологические параметры, серьезно влияют на стабильность характеристик измерения и точность результатов измерений кинематического расходомера Кориолиса HK-CMF из-за таких проблем, как дрейф показаний и наличие воздушных пузырьков. Воздушные пузыри можно устранить с помощью фильтров для разделения нефти и газа или с использованием специальных клапанов; об этом здесь более не говорится. Кроме того, отклонение нуля является основным фактором, влияющим на результаты измерений CMF. Поэтому поддержание нулевой точки CMF имеет важное значение для обеспечения стабильности и точности измерений с помощью кориолисового расходомера HK-CMF. 　　Для технического обслуживания в нулевой точке обычно существует только один способ — настройка в нулевое положение непосредственно на месте. Поскольку нулевой уровень оказывает значительное влияние на точность измерений кориолисового расходомера массы HK-CMF (особенно при низких расходах), использование методов настройки на нуль должно осуществляться с осторожностью. Только после подтверждения факта наличия смещения по нулю, когда настройка на нуль действительно необходима, следует строго соблюдать установленные правила. В данной статье рассматривается влияние нулевой точки на точность измерения CMF, методы её сброса и простые способы ежедневного обслуживания. 　　I. Анализ случаев влияния нулевой точки. Ниже приводится пример, произошедший в нашей компании в 2013 году, чтобы показать, каким значительным бывает влияние нулевой точки на процесс измерений на практике, а также подчеркнуть важность её корректировки. 　　1. Описание ситуации с проектом: В ноябре 2012 года в нашей компании была введена в эксплуатацию новая установка по производству кокса мощностью 1,6 млн тонн в год. По проекту удельный выход жидкости составлял 65%. Однако в течение нескольких месяцев после ввода устройства в эксплуатацию уровень получения жидкости составлял всего около 63%, что не соответствовало проектным требованиям. Данные приведены в таблице 1. http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG Таблица 1. Баланс материалов на новом установке по коксованию за период с июня по август. Сырьем для этой установки является нефтяной грязь; жидкими продуктами выступают дизельное топливо, бензин, восковое масло и небольшое количество сжиженного газа. Для измерения расхода этих пяти видов жидкостей используются флуорометры марки HK-CMF типа Кориолиса, прошедшие проверку на соответствие стандартам. Их точность полностью соответствует требованиям установки к измерениям. Для помощи цеху в выявлении причин несоответствия показателей сбора жидкости сотрудники, ответственные за обслуживание расходомеров, и технические специалисты провели тщательную проверку. Расходомер для воскового масла был демонтирован для дальнейшей диагностики, и результаты проверки оказались соответствующими стандартам. В то же время была проверена нулевая точка других расходомеров. После закрытия и открытия ручных клапанов все расходомеры вернулись к нулю, что исключило возможность того, что именно нулевая точка вызывает отклонения в показаниях расходомеров (однако проблема как раз и заключается именно в этом). Затем были приглашены профессиональные инженеры компании Emerson для проведения детальной проверки всех расходомеров на месте. В результате было установлено, что для расходомера, предназначенного для измерения количества сырой нефти и гудрона, модели CMFHC2G, начальное значение нуля в его внутреннем процессоре составляло -0,01188947 мкс. Однако в настоящее время это значение равно -1,059366 мкс. Следовательно, значение Kzero уже не соответствует стандартному значению нуля; оно существенно изменилось. 　　2. Анализ случая. Поскольку неточность нулевой точки может существенно повлиять на точность измерений кориолисового расходомера массы HK-CMF, в данном случае значения нулевой точки сильно меняются. Игнорируя влияние температуры и используя соответствующие формулы, можно определить, что динамическая нулевая точка текущего расходомера должна составлять 10,7 т/ч. Если учитывать текущий расход материала, равный 156 т/ч, то ошибка, обусловленная этой нулевой точкой, составит 10,7/156 = 6,86%. После восстановления нулевой точки показатели измерений кориолисового расходомера массы HK-CMF вернулись к нормальным значениям. Уровень сбора жидкости в устройстве составил 68%, что соответствует требованиям проекта. 　　Так что же вызывает столь значительное смещение нуля? Давайте сначала рассмотрим причины такого большого смещения: (1) Этот расходомер типа HK-CMF с использованием эффекта Кориолиса проходил калибровку перед установкой, и результаты калибровки были в пределах допустимых значений. Поэтому в этом случае не должно возникать смещения нуля. 　　(2) Для ручной настройки статического нуля требуется специализированный пульт управления или программное обеспечение для ноутбука, которое имеют только квалифицированные сотрудники по обслуживанию измерительных приборов, и они вряд ли будут выполнять такие изменения. 　　(3) При проверке, проведенной сотрудником по техническому обслуживанию измерительных приборов после их установки, было обнаружено, что показания прибора не равны нулю. В условиях, когда не выполнялись требования для выравнивания прибора, была предпринята попытка его выравнивания, в результате чего возникла дрейф показаний к нулю. 　　Поскольку точные обстоятельства того времени неизвестны, после анализа автор считает, что третья возможность наиболее вероятна. 　　Какова же причина того, что в процессе последующей проверки кориолисовых расходомеров модели HK-CMF такой значительный сдвиг нуля не был обнаружен? По мнению автора, причиной является неправильная настройка порогового значения, связанного с минимальным уровнем расхода – этот параметр не получил должного внимания. У данного кориолисового расходомера модели HK-CMF пороговое значение составляло более 10,7 т/ч; из-за сдвига нуля пристройство возвращалось к нулевому значению. При проведении технического обслуживания в нулевой момент операторы обычно сначала закрывают задний ручной клапан, затем — передний, и проверяют, возвращается ли показатель расхода на ноль. Если показатель возвращается к нулю, считается, что с нулевой точкой измерения всё в порядке, даже если на самом деле имелся мгновенный расход в 10,7 т/ч. Именно по этой причине в последующих проверках CMF проблема нулевого смещения так и не была обнаружена. 　　На самом деле такая ситуация широко распространена в настоящее время при эксплуатации и техническом обслуживании кориолисовских измерителей массового потока HK-CMF в Китае. Настройка нулевой отсечки предотвращает ненадлежащую аккумуляцию расхода у кориолисовых расходомеров массы HK-CMF в условиях нештатной работы. Однако при слишком высоком значении порога это может препятствовать обнаружению смещения нуля в повседневной эксплуатации, и этот аспект еще не получил должного внимания при использовании таких расходомеров в Китае. 　　II. Методы ежедневного технического обслуживания нулевой точки кориолисового расходомера HK-CMF
1. Установка разумных пороговых значений
Установка разумных пороговых значений позволяет не только эффективно устранять незначительные колебания, возникающие при ненормальных условиях измерения, но и значительно упрощает ежедневное техническое обслуживание нулевой точки, предотвращая возникновение ситуаций, описанных в примерах выше. Автор считает, что целесообразно установить порог на уровне половины точности CMF для обычных значений расхода среды, измеряемых этим кориолисовым расходомером HK-CMF. Например, в приведенном выше примере точность CMF у Emerson составляет 0,5%, а средний расход — 160 т/ч; следовательно, пороговое значение можно установить как 160×0,5%÷2 = 0,4 т/ч. Таким образом, даже при наличии смещения нуля его можно своевременно обнаружить, если значение будет выше установленного порога; если же значение ниже этого порога, то согласно формуле расчета погрешности CMF, указанной производителем, значение будет находиться в диапазоне ±0,10% ± [(ноль/значение потока) × 100]%, то есть ±0,10% ± [(0,4/160) × 100]% = ±0,35%. Следовательно, даже при наличии смещения нуля результаты измерений все равно остаются в допустимых пределах. Для способа измерения, не основанного на непрерывном счётчике, также можно установить пороговое значение с помощью этого метода, а затем, с использованием ручного учета показаний счётчика, исключить суммарный расход воды за периоды, когда измерения не проводились. 　　2. Периодическая проверка нулевой точки Для работающих расходомеров массы типа HK-CMF с принципом действия Кориолиса необходимо регулярно проверять нулевую точку, чтобы своевременно выявлять отклонения и вносить соответствующие коррективы. 　　3. Осторожная настройка на нуль. Если при проверке на нулевой уровень выясняется, что у кориолисового расходомера массы HK-CMF значение не равно нулю, сначала необходимо оценить состояние работы прибора и определить причину такого явления. Необходимо проверить, находится ли среда внутри кориолисового расходомера в состоянии покоя, является ли трубопровод заполненным средой (это можно определить по значению плотности, отображаемому на приборе); также следует учитывать возможные изменения в условиях процесса, закрыты ли клапаны, а также наличие сильных магнитных полей или вибраций в окружающей среде. После исключения вышеуказанных факторов можно судить о том, что ноль измерения в кориолисовом расходомере массы HK-CMF действительно может сместиться, и тогда можно провести на месте процедуру сброса нуля для этого расходомера. 　　4. Стандартная процедура сброса на ноль (1) Убедитесь, что кориолисовый расходомер HK-CMF находится в рабочей среде, и что в измерительной трубке находится рассматриваемая среда. 　　(2) Если имеется клапан обхода, сначала откройте его. 　　(3) Закройте запорный клапан ниже по трубопроводу (то есть задний клапан), чтобы прервать поток жидкости через измерительную трубку; необходимо обеспечить надежную герметизацию. 　　(4) Если имеется предохранительный клапан на входе (то есть клапан, расположенный перед основным клапаном), его необходимо закрыть. 　　(5) Выполните процедуру выравнивания в соответствии с инструкциями производителя. 　　(6) Записывайте изменения нулевых значений до и после измерения. Если изменения значительны, следует рассмотреть возможность повторной проверки/калибровки данного CMF.