引言:
當供應商或經(jīng)銷商與下游用戶之間對液體產(chǎn)品(如成品油)進行貿易交接時,必須確保產(chǎn)品的準確計量和嚴格核算。管理方和監(jiān)管機構對交易的公平性均非常重視。本文通過科里奧利流量計和其他常用技術的對比,解釋了為何科里奧利流量計是貿易交接應用中“*”的選擇 。同時,本文還提供了一些關于成功安裝和使用科里奧利流量計的方法。
液體貿易交接計量概述:
目前,流量計量裝置有以下三種基本類型:推理式容積流量計,直接式容積流量計和直接式質量流量計。
渦輪流量計-推理式容積流量計量
可以測量流動液體的幾種特性,并能夠推導其體積流量。盡管還有其他類型的推理式容積流量計(電磁,超聲波和差壓流量計),渦輪流量計卻是貿易交接中zui為常用的一種。在流體中插入一個渦輪葉片,根據(jù)其轉速測定流體線速度。然后用管道截面積乘以流體線速度,將得出體積流量,即:
速度*面積=體積流量。
在理想條件下,渦輪流量計可以非常準確可靠。然而,在夾氣狀態(tài)的流體測量中,它們將難以為繼。這是由于轉子轉速太快,會造成超額計量乃至軸承損壞。如果流體流速變化較大,或是出現(xiàn)渦流,特別是在高粘度流體中,也會發(fā)生類似問題。盡管
一些制造商已成功設計出適用于高粘度流體的渦輪流量計,但在多數(shù)情況下,由于此類技術的基本局限性,它們的安裝條件一般都極為苛刻。例如,在儀表進出口處前后需安裝較長的直管段,還必須配備消氣器以及上游濾網(wǎng),以確保無夾帶氣體且流速平穩(wěn)。
渦輪流量計所依賴的精密運動機件必須與流體直接接觸。因此,任何外來的污染物都可能致其損壞。由此,必須在其上游安裝消氣器和濾網(wǎng),以保護流量計免遭損壞。
定排量流量計-直接式容積流量計量
作為zui早的測量方法之一,定排量(pd)技術應用廣泛且便于理解。pd 流量計能夠持續(xù)并重復地讓流體進入一個已知容積的小計量室中。每次循環(huán)都會將一個容積單位的流體從流量計一端傳遞到另一端。隨后通過計數(shù)小容積單位流過流量計的次數(shù),來確定累計容積。經(jīng)過多年積累,古老的技術已獲得很大發(fā)展,例如,和很多現(xiàn)代流量計相似的脈沖輸出式電子流量計,以及減少測量精度遭受壓力因素影響的雙套管式流量計。每個脈沖均對應一個離散量,它們將顯示在本地顯示器上,并傳送到控制室。在如重質原油等高粘性產(chǎn)品應用中,pd流量計非常,并且其量程比高達10:1 。
但是,pd 流量計也存在一定的局限性。它們不適合用于液化石油氣或低粘度介質(如成品油),因為其儀表外殼和轉子之間無法實現(xiàn)充分密封。另外,pd 流量計中許多運動部件都容易遭受損壞。在常態(tài)流體中必須定期更換磨損部件,以防止漂移過量。如果發(fā)生過程中的研磨顆粒導致磨損比率增加時,那么為了防止設備故障,將不得不提早進行部件更換。zui后,當遇到夾帶氣體時,pd流量計會受到與渦輪流量計同樣的限制。氣體會使轉子過度旋轉,并導致超額計量。同樣,必須在其上游安裝消氣器和濾網(wǎng)。
科里奧利質量流量計-直接式質量流量計量
科里奧利質量流量計由一個變送器和傳感器構成。流體通過u形,衣架形(如圖所示)或直管形流量管,流量管與流體流動方向保持垂直震動。流體所產(chǎn)生的科里奧利力,與流量管振動力相互作用,造成流量管扭曲。扭曲度與流體的質量流量成正比,同時扭曲現(xiàn)象會產(chǎn)生正比的、可測量的相位移(流量管兩端檢測線圈之間)。
為確定體積流量,質量流量計還必須確定流體密度。這可通過測量流量管振動的自然頻率得出。流體的流動密度與流量管振動期的平方成正比(與頻率的平方成反比)。
由于只有測量出質量流量和密度后才可以確定體積流量,因此流量計能否準確測量這兩個變量就顯得尤為重要。和其它流量計相比,科里奧利流量計的*設計,使得它對密度的測量更為準確。其中一項改進是:設計可通過更大體積流量的流量管??评飱W利流量計具有出眾的密度測量精度,從而會得出更好的體積流量精度。
何時在貿易交接中選擇科里奧利流
科里奧利流量計的原理面世相對較晚,但自高準(現(xiàn)為艾默生過程管理)在20世紀70年代將其推向市場以來,已經(jīng)有10多家設備制造商安裝了1.5萬多臺科氏流量計。經(jīng)過數(shù)十年的成功測量應用,2002年美國石油學會(api)批準科氏流量計可用于貿易交接(見api 第5.6章 ) 。
科里奧利技術在貿易交接應用方面的*迅速增高,其主要原因如下:長期以來的高精度和重復性、多功能性、可靠性、耐固體顆粒性,以及zui近的低壓損和高性能表現(xiàn)。
精度和重復性
現(xiàn)代科氏流量計具有較高精度和重復性,甚至在較高量程比和流體密度、粘度和成分不斷改變的流體條件下。艾默生在上世紀90年代末所推出的數(shù)字信號處理技術,有助于解決了零點穩(wěn)定性問題,確保其能在大量程范圍內保持超卓的準確性。
多功能性
在高量程比及和流體特性無關的儀表因素之間,科里奧利流量計還具備眾