摘要:文章通過(guò)對比主流氫氣(qì)流量計 的測量(liàng)原理,分析流量(liàng)計在測量介質(zhì)爲氫氣時産生(sheng)的誤差原因,有(yǒu)針對性的提出(chu)合理的解決方(fang)案✂️,提高氫氣💁計(ji)量精度。
0引言
　　氫(qing)氣具有能量密(mì)度高.熱轉化效(xiao)率高、無污染,故(gu)氫能的發展前(qián)景十分光明,受(shou)到了各行各業(ye)的廣泛關注和(hé)應用,例如用于(yú)高能燃料、石化(hua)工業原料、冶金(jīn)工業還原劑⭐及(ji)金屬✊高溫加工(gong)中的保護氣等(deng)。氫氣既是石‼️油(you)煉制和石油化(huà)工👈的副産品,又(you)是石油煉制和(he)石油化工加氫(qing)工藝過程的重(zhòng)要原料資源👣。當(dāng)前重質原油⁉️、高(gāo)含硫原油對石(shí)油煉化公司的(de)渣油加氫及加(jia)氫裂化的裝置(zhì)處理能力不斷(duan)提高,在♉油品市(shì)場對質量的💛不(bú)斷升級要求下(xia)，進一步推動高(gao)耗氫的加氫裝(zhuāng)置全面發展,使(shǐ)得煉化公司對(dui)氫氣的需求量(liang)和品質逐年提(ti)升,氫氣的生産(chǎn)管理逐🔴漸成爲(wèi)影響煉油廠效(xiao)益💯的主要因素(sù)之-凹。
1流量計的(de)選擇及計量誤(wù)差分析
　　由于氫(qing)氣在元素周期(qī)表中分子量最(zui)小，密度低,要準(zhǔn)确計📞量🍉就⛱️非常(chang)不容易。要正确(què)的選擇達到計(ji)量要求的流量(liàng)計,不僅要熟悉(xī)各種流量計的(de)結構原理,還應(yīng)根據實際使用(yong)🌈情況考慮以下(xia)⚽幾個方面:流量(liàng)計的性能、測量(liang)介💋質的特性、現(xian)場安裝要求環(huán)境因素、流量計(jì)的價格。才能選(xuǎn)取合适的流量(liàng)計進行🤞氫氣計(jì)量。
1.1節流式流量(liàng)計
　　節流式流量(liàng)計是一種典型(xing)的 差壓式流量(liang)計 ,是目前工業(yè)生産中用來測(cè)量氣體、液體和(he)蒸氣流量🎯的最(zui)常用的一種流(liu)量儀表D。由安裝(zhuang)在管道中的節(jiē)流件和測量🏃🏻差(chà)壓并顯示流量(liang)的 差壓變送器(qì) 組成。優點在于(yu):(1)結構簡單,安裝(zhuāng)方便,工作可靠(kào),成本低,能滿足(zu)工程測量的需(xū)要。(2)使用曆史長(zhǎng),有豐富的、可靠(kao)的實驗數據,設(shè)🌈計加工标準化(huà),不需要進行實(shi)際标定,也能在(zai)已知的☁️不确定(ding)的範圍内進行(háng)流量測量凹。
　　以(yǐ)節流式流量計(jì)應用最廣泛的(de)标準件一标準(zhǔn)孔⁉️闆爲例,在設(she)計計算時,需要(yao)提供測量介質(zhì)氫氣的工況壓(ya)力.工況溫度、最(zui)大☁️流量、最小流(liu)量、常用流量📞、介(jiè)質粘度值、密度(du)值等💞參數,而實(shi)際工⚽況與設計(jì)工況發生變化(hua),一-般做🆚法是進(jin)行溫度壓力🍉補(bu)償進行校正。氣(qi)體節流式流量(liang)計✨補償公式:

　　式(shi)中:V實爲實際工(gōng)況的介質标況(kuang)體積流量(Nm3/h);V設爲(wèi)設計⛷️工況🎯的介(jiè)質标況體積流(liu)量Nm/h);P矢爲設計工(gōng)況的介質密🌏度(du)(kg/m3);ρ設🌏爲設計工況(kuang)的介質密度(kg/m3);ρ實(shí)爲實際工況的(de)介質💃🏻絕對壓力(lì)(MPa);ρ實爲設計工況(kuang)的介💘質絕對壓(ya)力(MPa);T實爲實際工(gong)況的介質溫度(du)(K);T設爲設計工況(kuang)的介質🌈溫度(K)。
　　由(you)(1)式得,實際測量(liang)必須對測量流(liu)量值進行溫度(dù)壓力🌐補償,否則(zé)直接影響節流(liú)式流量計的準(zhǔn)确性。
　　但即便經(jīng)過溫度壓力補(bu)償後的流量值(zhi),其應用也不理(li)🔞想，主要表現在(zài):(1)量程比小,測量(liang)準确度不高,一(yi)般爲3%。(2)節流🐕件在(zài)設計計算時介(jie)質參數是固定(ding)值,在實際使用(yong)的介質參數卻(què)因與設計值不(bu)同,而形成較大(dà)的差異,數據可(ke)信度不高。(3)在被(bèi)測氣體組份發(fa)生變化，實際🈚密(mi)度偏離設計密(mì)度,而産生流量(liàng)測量誤差。
上述(shù)因素都直接影(ying)響到流量計的(de)準确性,實際應(ying)用是達不到計(ji)量精度要求的(de)。
1.2速度式流量計(jì)
　　速度式流量計(ji)是基于與流體(ti)流速有關的各(gè)種物🚶‍♀️理❌現象,儀(yi)表的輸出與流(liu)速有确定的關(guān)系，即可知流體(ti)的體積流量。常(chang)用氣體計量的(de)流量計有: 渦輪(lún)流量計 、旋進式(shì) 渦輪流量計 、 旋(xuan)進式漩渦流量(liang)計 . 超聲波流量(liàng)計 等。渦輪流量(liàng)計因有機械轉(zhuan)動部件,且渦輪(lun)轉速高,維修量(liàng)大而應用逐漸(jian)減少。漩渦流量(liàng)計也因爲介質(zhì)組份.溫度和壓(ya)力補償等等因(yīn)素影響，應用效(xiào)果也不理想,其(qí)測量精度也基(jī)本不能滿足計(jì)量的要求。
　　旋進(jìn)式漩渦流量計(ji)和旋進式渦輪(lún)流量計具有信(xìn)号強、低流速特(tè)性好的優勢,測(cè)量氫氣工況流(liu)量的同時還能(néng)測量工況溫度(du)和壓力,直接采(cai)集溫度和壓力(lì)信🈲号,在流量計(ji)内進行溫度壓(yā)力補償轉換爲(wei)标況流量。相關(guan)數據不僅可就(jiù)地指示還❄️能通(tōng)過(4~20)mA模拟信号和(he)RS485通訊到DCS機櫃室(shì)進行顯示和積(jī)算。在量程範圍(wei)的20%~80%可以正常工(gong)作,但在實際使(shi)用中還是有很(hěn)多因素制約着(zhe)流😄量計的準确(què)度，如流量計是(shi)用壓縮空氣進(jin)行的檢定,用于(yu)溫度壓力補償(chang)測量的傳感器(qi)的檢㊙️定則被忽(hu)視，使用中📧的雜(zá)質和含水的影(ying)⚽響，低流量的小(xiao)信👄号切除等問(wen)題，高流量下的(de)共振問題等,都(dōu)使無故障運行(háng)周期得不到保(bǎo)障，最終應✍️用效(xiao)果也不理想。
超(chao)聲波流量計因(yīn)氫氣密度小的(de)原因,測量精度(du)不能滿足要求(qiú)而應用較少。
1.3質(zhi)量流量計
　　質量(liang)流量計有直接(jiē)式和間接式二(èr)種,本文隻讨論(lun)科👈裏奧利質量(liang)流量計。科裏奧(ao)利質量流量計(jì)是利用流動的(de)介質與振蕩管(guǎn)之間的相互作(zuò)用而産生的科(kē)氏🌂力,使振蕩管(guan)出❌入口安裝的(de)檢測線圈檢測(cè)産生的相♈位差(cha)來直接測量質(zhì)🌏量流量的儀表(biao)。一般由振動管(guan)與轉換器組成(cheng),振動管(測量管(guan)道)是敏感器件(jian),有U形、S2形、環形、直(zhi)管形及螺旋形(xíng)等幾種形狀凹(āo)。
質量流量計不(bu)僅可直接測量(liàng)通過流量計的(de)介質質量,還可(kě)測量介質的密(mì)度溫度,具有測(ce)量精度高,受介(jiè)質物性影響小(xiǎo)，無上下遊直管(guan)段的優點,輸出(chū)信号多樣,在能(neng)源、石油🚩化工産(chǎn)業.化學等行業(yè)的應用越來越(yue)廣,不論是氣體(tǐ)還是液體測量(liàng),尤其在裝車和(he)貿易交接提供(gong)了非常好的解(jie)決方案。
　　質量流(liú)量計在測量混(hùn)合氣的氫氣質(zhì)量時,非氫氣的(de)介質所帶✔️來的(de)誤差不容忽視(shi)。在氫氣貿易交(jiāo)接中常以純氫(qīng)的标況🔴體積🤟數(shù)據結算,若由測(cè)量的質量直接(jie)轉換爲🛀純氫标(biāo)況體積,将産生(shēng)超出氣體貿易(yi)交接的質量流(liu)量計精度的計(jì)量誤差,以氫氣(qì)1氮🔞氣體積比爲(wèi)例，氫氣體積濃(nong)度每降低0.1%,純氫(qīng)的質量比數據(ju)将降低1.3%,應根據(jù)在線分析數據(ju)及時修正計量(liàng)交接修正系數(shù),減少需方經濟(jì)損失。
2應用和建(jiàn)議
2.1節流式流量(liang)計在實際使用(yong)中應關注的事(shi)項
(1)定期排空節(jiē)流式流量計的(de)膜盒中積液。
(2)标(biāo)定的差壓值對(duì)應的流量量程(cheng)與積算量程設(she)置是否--緻。
(3)定期(qi)修正因氫氣組(zǔ)份變化對工況(kuàng)密度的造成的(de)影響。
2.2速度式流(liú)量計
　　旋進式漩(xuan)渦流量計和旋(xuan)進式渦輪流量(liàng)計在離線🐉标定(ding)🌈的同.時,對溫度(dù)和壓力變送器(qi)進行檢定校準(zhun)，并将💃修正值輸(shu)入積算放大器(qi)中。因氫氣質量(liàng)小，需🈲合理設置(zhi)零點切除值，避(bi)免無流量有🌍幹(gan)擾小流量📞和切(qiē)除值過大而小(xiao)流量缺失計量(liang)的發生。增加現(xiàn)☔場維護,定期對(dui)機械運轉軸承(chéng)加油,減小渦輪(lun)始動的系統誤(wu)差。
2.3質量流量計(ji)
　　在實際應用中(zhong),必須及時零點(diǎn)标定操作,以消(xiao)除環境溫度變(biàn)化和安裝産生(shēng)的管線應力,消(xiāo)除零點漂移。另(lìng)外還需要定期(qī)計量比對核查(chá),計量數據偏小(xiao)📧就要考慮旁路(lu)閥内漏🏃的影響(xiang)，其必須研磨打(dǎ)壓測試閥門的(de)密封性直至更(geng)換。貿易交接的(de)🈲氫氣質量✔️流量(liàng)計,應根據在線(xian)或離🧑🏽‍🤝‍🧑🏻線氣體分(fen)析🈲儀測量的體(ti)㊙️積百分比和⭕組(zu)成,折算純氫質(zhi)量比進行修正(zhèng)🤟,再換算成标況(kuang)體積進行貿易(yi)👄計量結算💃🏻。
3結語(yǔ)
　　氫氣計量在實(shí)際使用中,應根(gen)據對計量精度(du)的要求,本着經(jing)濟💛合理的原則(zé),選用流量計,對(dui)裝置内部物料(liao)🌐供需的企業内(nèi)部計量,可采用(yòng)一體化溫度壓(ya)力補償的标準(zhǔn)噴嘴流♻️量計,現(xiàn)👣場分析氫氣組(zǔ)成,定期修正密(mì)度系數,降低計(jì)量誤差;對貿易(yì)交接計量的氫(qing)氣流量計。

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