质量流量计的应用

    质量流量计的应用以科氏力氏质量流量计（CMF）的应用（由于其具有测量准确度高、量程比宽、适用介质范围广、可靠性好等特点）最为广泛，它主要是以测液体介质为主，也可用于中、高压气体介质的测量。目前，对一般液体介质，如汽油、煤油、柴油等的测量多采用的是油罐的人工检尺或容积式流量计，即首先要用油尺（或仪表）测量出油罐的实际液位，根据罐表计算它的体积，再乘以密度就是油品的质量流量。这不仅要考虑到仪表本身的准确度、还要考虑温度等参数的影响以及操作过程中的偏差。使用质量流量计则避免了后者带来的偏差。下面对质量流量计的使用谈几点体会。

    首先介绍一个应用实例，表l给出了CMF计量70^#汽油、与油罐的人工检尺的对比结果。

表1 CMF和油罐人工检尺测量汽油的数据对比

    从表1可以看出CMF与油罐的人工检尺的计量结果相比，有一定的差异。实际上，因CMF的客观性强于人工检尺和容积式流量计，故采用CMF计量的可信度较高，准确度也较高。

    1 做好质量流量计的选型是关键

    一般情况下，质量流量计应选用一些国际上比较有名望的厂家，要确保流量计质量可靠，除此之外，质量流量计的使用要选择合适的量程比.这是因为，质量流量计的精度和流量之间也存在着相对应的关系（见图1）、从图中可以看出，当实际流量大于额定流量的10% 以后，误差较小，而当实际流量低于额定流量10%时，误差急剧增大，所以选择流量计时、最小流量一般不能低于该流量计额定流量的10%，否则误差则会增大。以ROSEMOUNT的DS300质量流量计为例，该仪表的最大额定流量为186t/h，在使用时的仪表最小流量应不小于18t/h。在这种情况下，一般测量精度能够保证。理论上讲，越接近仪表的额定流量，仪表的测量精度越高，但实际上，随着流量的增加，压损增加较多而精度增加不多，是得不偿失的。质量流量计的流量、精度和压损之间的关系见图1。

    2 进行必要的温压补偿

    大多数质量流量计能对被测介质质量（体积）流量随温度和压力变化自动校正，但也有部份高压、大管径流量计随着工作压力升高时会能引起一些测量误差，这就需要进行压力补偿。这是因为、流量计的测量压力变化时，会引起振动管刚度的轻微变化，这种变化和质量流量计振动管的几何形状、外观直径和管壁厚薄都有关系，对于口径比较大的传感器这种压力效应就更加明显。如果流量计的工作压力在30Psi（0.2MPa）左右，误差很小，（因为ROSEMOUNT公司质量流量计标定压力在30Psi左右）但是偏离标定点以后，流量系数会发生微小的变化。必须进行修正。表2给出了ROSEMOUNT公司生产的各种流量计的压力效应数值。图2列出了ROSEMOUNT E型质量流量计压力变化与测量误差之问的关系。所以我们可以根据工作压力对流量计的标定系数进行修正， ROSEMOUNT的质量流量计压力校正公式为：

    校正后的流量系数=原来的流量系数× [1-流量计的压力效应）×（P操作-P标定）]

表2质量流量计压力效应数值表

    为了有个数量级的概念在此举一个ROSEMOUNT DS300质量流量计计算实例，若ROSEMOUNT质量流量计的标定压力为30Psi（0.2MPa），流量计的工作压力为300 Psi（2.0MPa），若原来的流量标定系数为464.52，DS300的压力效应数据为-0.008%/Psi，把这些数据代入流量计的补偿公式后得到：

    校正后的流量系数=464.52×[1-（-0.008%/Psi）× （300.30）]= 474.55

    计算结果使流量计的流量系数由原来的464.52变为474.55，比原来流量计的流量系数增加2.16%，也就是说误差增加了2.16%，如果不加压力补偿，误差就大大增加了。通常压力补偿有二种方法，分别介绍如下：

    ①在线压力补偿。有内置电源和外接电源二种接法，采用内置电源时.就是把压力变送器的二根电源线接到质量流量计变送器RFT9739的P、S二端，（正接P，负接S）并对变送器进行适当设置，这样当破测介质压力波动时，自动进行补偿。采用外接电源时、要外接24V直流电源，设置方法相同，接线方法分别见图3所示。

    ② 固定压力补偿，在质量流量计入口压力相对恒定时，可以根据ROSEMOUNT公司提供的公式对质量流量计的流量系数进行计算，把经过计算新的流量系数设置到变送器中。就等于在原有的质量流量计系数上乘以一个固定常数。

    3 正确的安装是保证质量流量计正常使用的关键

    质量流量计是一种测量精度较高的流量计，它可以用于测量液体，也可以测量气体，浆液等。但是不可以测量气液二相流的流体。所以在安装时要把握一个原则，就是要保证流量计在测量液体时测量管中不能有气体，在测量气体时测量管中不能有液体。测量液体，气体和浆液的安装方法分别见图4、图5和图6所示。

    （1）安装时质量流量计安装法兰二端不能有应力

    因为质量流量计在正常工作时是靠振动管扭曲振动来工作的，一旦振动管二端有应力，就会影响它的振动频率和幅值，因而影响流量计量的正确性。

    （2）正确地安装管道支撑

    传感器上下游管道应牢固地安装在同一稳周的支架上，管道支撑应尽量靠近法兰，传感器和管道应一直线，不要在传感器外壳上加任何支撑（见图7）。

    （3）确保阀门的正确安装

    为了可使流量计对零，在传感器上下游应安装有截止阀，如果要安装控制阀应尽量安装在下游，防止介质在传感器内汽化和抽空。

    4 定时进行流量标定

    一般在使用一段时间后，流量计的系数会有一些轻微的变化，所以应每年送到计量机构进行标定，确保计量正确。

    5 使用效果

    现在某大型石化企业，共有两台质量流量计.其中一台达到了国际计量标准的要求，精度达到了0.2%以内，另一台计量误差0.35%，能满足国内计量的要求，这对于提高企业的计量水平、自动化水平和减少工人的劳动强度，将起到积极作用。尽管质量流量计应用起步较晚，但已经有了良好的开端。质量流量计的应用前景将是美好的。