摘要:文章通過分析旋進(jìn)雙參量氣體質(zhì)量流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)，總結(jié)該流量計(jì)變組分氣體計(jì)量應(yīng)用情況，通過此文的探索擬給煉化企業(yè)同行提供一個(gè)安裝成本低、數(shù)據(jù)可靠準(zhǔn)確的變組分氣體測(cè)量的理想解決方案。
    各煉化企業(yè)中裝置燃料氣、干氣等變組分氣體計(jì)量大多采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量計(jì)、渦街流量計(jì)，通過采用固定密度值間接得到質(zhì)量流量。但煉化企業(yè)受原油品種、生產(chǎn)工藝影響，煉廠干氣、燃料氣組分及密度變化大。由于現(xiàn)場(chǎng)無法實(shí)時(shí)測(cè)量組分密度，用固定的組分密度值進(jìn)行流量計(jì)算必然造成燃料氣、干氣等變組分氣體計(jì)量誤差大，裝置物料難以平衡。如給每臺(tái)流量計(jì)配裝在線色譜儀，由于成本原因不易推廣。    為解決此問題，各煉化企業(yè)也陸續(xù)使用科氏力質(zhì)量流量計(jì)用于變組分氣體計(jì)量。雖然科氏質(zhì)量流量計(jì)性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高，但目前國內(nèi)一般只有口徑擬00及以下科氏力質(zhì)量流量計(jì)用于氣體計(jì)量，大口徑氣體計(jì)量大多采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量計(jì)、均速管流量計(jì)。同時(shí)科氏力質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格昂貴，并對(duì)使用環(huán)境要求高，要求周邊無大的振動(dòng)源、流量計(jì)不能安裝在低點(diǎn)易積液處等要求。
    應(yīng)用研究新型計(jì)量原理的旋進(jìn)雙參量氣體質(zhì)量流量計(jì)，可以在未知組份情況下測(cè)量出介質(zhì)的密度和質(zhì)量流量，同時(shí)性價(jià)比高、故障率低、準(zhǔn)確度高，適用于測(cè)量變組份氣體，可解決各煉化企業(yè)裝置燃料氣、干氣等變組分氣體計(jì)量誤差大問題。
1、旋進(jìn)雙參里質(zhì)量流量計(jì)工作原理及特點(diǎn)：
1.1、工作原理：
    旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)分二部分:旋進(jìn)體積流量計(jì)和差壓變送器組件，其中差壓變送器的兩根取壓管分別安裝在旋進(jìn)流量計(jì)起旋器前后位置的管壁上，跟管道內(nèi)連通。旋進(jìn)體積流量計(jì)輸出的脈沖信號(hào)、差壓變送器輸出的4一20 mA信號(hào)進(jìn)流量積算儀，在流量積算儀中輸人流量計(jì)檢定系數(shù)，流量積算儀顯示質(zhì)量流量、工況體積、工況密度等參數(shù)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1旋進(jìn)雙參f質(zhì)f流f計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖
    其工作原理如下所述。    (1)旋進(jìn)體積流量計(jì)能可靠地測(cè)量工況條件下的體積流量。即

    式中:qv.為工況條件下體積流量，m3/h; f為旋進(jìn)體積流量計(jì)傳感器輸出頻率，1/s;  K,為工況條件下流量系數(shù)(起旋器后取壓)，1/L; e為氣體可膨脹系數(shù)。    如果氣體組分穩(wěn)定，也就是密度固定，則采用溫度壓力補(bǔ)償?shù)姆椒ň涂蓽y(cè)量質(zhì)量流量qm，但對(duì)變組分氣體，即使溫度壓力穩(wěn)定不變，流量密度也會(huì)在大范圍內(nèi)變化。
    (2)差壓變送器體積流量

    由式(6)分析，質(zhì)量流量只與差壓值一個(gè)變量有關(guān)，其他參數(shù)在實(shí)驗(yàn)室通過標(biāo)定得出。因此，利用旋進(jìn)體積流量計(jì)與差壓變送器測(cè)量組合，可以在未知組份情況下測(cè)量出介質(zhì)的密度和質(zhì)量流量，適用于變組份氣體的流量計(jì)量。
1. 2、特點(diǎn)：
    根據(jù)旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)及工作原理，可分析該流量計(jì)具有如下特點(diǎn)。
    (1)利用旋進(jìn)體積流量計(jì)的起旋器作為差壓產(chǎn)生部件，可以獲得差壓值為標(biāo)準(zhǔn)孔板開孔面積比大概在0. 52時(shí)的差壓，因此獲得比較高的差壓值，本身旋進(jìn)體積流量計(jì)測(cè)量體積可以獲得很寬的量程，使得測(cè)量量程總體比較寬，尤其適用于低密度、低流速氣體測(cè)量。
    (2)被測(cè)氣體流過起旋器后，靜壓總有一定的降低，從而使氣體的體積相應(yīng)膨脹。旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)特殊的結(jié)構(gòu)，通過特殊的標(biāo)定方法，從式(4)得知，旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量得到的密度自動(dòng)消除了這個(gè)不可知的膨脹帶來的體積(密度)誤差，經(jīng)誤差合成計(jì)算，系統(tǒng)準(zhǔn)確度等級(jí)可達(dá)1. 0級(jí)。
    (3)因差壓部件的流量系數(shù)通過標(biāo)定得出，旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量通過動(dòng)態(tài)得到的密度和差壓計(jì)算得出，是實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量流量和密度。
    (4)旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)本身具有自己整流的能力，安裝一般無需直管段，特別適合流量儀表安裝位置直管段不足的場(chǎng)合。    (5)可以測(cè)量***高到300℃氣體介質(zhì)。

2、旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)變組分計(jì)量應(yīng)用分析：
2.1、校驗(yàn)：
  旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)在音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)定得出Ke,凡，并在(正壓法)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行校驗(yàn)，以驗(yàn)證其1. 0級(jí)準(zhǔn)確度。    某煉化企業(yè)某裝置低分氣A旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)，如表1所示。


2.2、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析：
2. 2. 1、低分氣A理論分析密度計(jì)算：
    儀表顯示的流體密度值，可用氣體組分分析儀器測(cè)得的混合氣體組分值，經(jīng)式(7)計(jì)算得到理論密度，然后進(jìn)行比較，求得示值誤差。

    某裝置低分氣A分析數(shù)據(jù)及密度計(jì)算，如表2所示。

表2低分氣A分析數(shù)據(jù)及密度計(jì)算

2. 2. 2、低分氣A旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)密度：
      計(jì)算    低分氣A旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的工況狀態(tài)混合氣體密度為4. 222呵耐，該低分氣管線溫度、壓力測(cè)量值:壓力1. 492 MPa( G)，溫度43. 9℃。

2. 2. 3、相對(duì)誤差計(jì)算 ：
   相對(duì)誤差計(jì)算公式: (Pm一POn)/pm則相對(duì)誤差=( 0. 311一0. 309)/0. 311 x 100%二0. 6%。

2. 2. 4、結(jié)果驗(yàn)證：
    因?yàn)樾M(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的質(zhì)量流量直接與P、旋進(jìn)流量計(jì)qv。有關(guān)，因?yàn)榱髁坑?jì)測(cè)量密度與分析密度間的相對(duì)誤差小于1. 0%，流量計(jì)Ke,凡準(zhǔn)確，因此該流量計(jì)質(zhì)量流量9。數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3、結(jié)論：
  (1)旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)利用差壓與起旋器測(cè)量原理，較好的解決了變組分氣體的測(cè)量難點(diǎn)，其價(jià)格僅為科氏力質(zhì)量流量計(jì)1/2一1/3。同時(shí)，利用旋渦發(fā)生體作為差壓測(cè)量部件，獲得比較高的差壓值，測(cè)量量程寬，適用于低流速變組分氣體測(cè)量。經(jīng)(正壓法)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上校驗(yàn)，其準(zhǔn)確度可達(dá)1. 0級(jí)。
    (2)由于旋進(jìn)雙參量質(zhì)量流量計(jì)的起旋器是非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件，差壓變送器的流量系數(shù)、旋進(jìn)體積流量計(jì)的傳感器輸出頻率必須通過標(biāo)定裝置獲得，同時(shí)對(duì)于不同流速氣體的流量系數(shù)非線性，因此在大口徑、大流量氣體測(cè)量仍需要實(shí)驗(yàn)。