FCI熱式質(zhì)量流量計(jì)在廢酸裝置中的應(yīng)用

趙天嬌(中國天然氣股份有限公司錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125000）

FCI熱式質(zhì)量流量計(jì)在廢酸裝置中的應(yīng)用

趙天嬌(中國天然氣股份有限公司錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125000）

本文闡述了FCI公司熱式質(zhì)量流量計(jì)的基本工作原理、優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)、檢定方法及熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用概況。

FCI；原理；特點(diǎn)；檢定方法；應(yīng)用概況

熱式質(zhì)量流量計(jì)(Thermal Mass Flowmeters，簡(jiǎn)稱TMF)，起源于美國，一般應(yīng)用于精度要求較高，貿(mào)易結(jié)算，或難以測(cè)量的環(huán)境中的氣體測(cè)量。與傳統(tǒng)的計(jì)量?jī)x表相比，由于熱式質(zhì)量流量計(jì)在測(cè)量精度、維護(hù)等方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，在熱電、化工、石油天然氣等各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用。自總廠引進(jìn)FCI熱式質(zhì)量流量計(jì)以來，在氣體流量測(cè)量方面表現(xiàn)良好，具有一定的適用性。

1 熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理

FCI熱式質(zhì)量流量計(jì)由變送器和傳感器組成，其中傳感器是由兩個(gè)鉑熱電阻制成的溫度探測(cè)器，將兩個(gè)探頭置于管道流體中，一個(gè)鉑熱電阻被加熱，另一個(gè)感應(yīng)過程溫度。當(dāng)流體密度不變，流體流速增加，被加熱的鉑熱電阻冷卻卻加快，兩個(gè)鉑熱電阻之間的溫度差加速減小，當(dāng)管道內(nèi)流體無流量的時(shí)候溫差達(dá)到最大。

傳感器中的溫度差可通過控制電路轉(zhuǎn)化為直流電壓信號(hào)，最后在輸出終端輸出毫安電流，測(cè)量出的質(zhì)量流量可從變送器的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定計(jì)算電路中獲得。FCI公司的熱擴(kuò)散技術(shù)提供了一種測(cè)量?jī)x表，可以輕易地對(duì)信號(hào)輸出進(jìn)行設(shè)定組態(tài)，同時(shí)可以使用內(nèi)置鍵盤或手操器對(duì)顯示信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)。

2 熱式質(zhì)量流量計(jì)的主要特點(diǎn)

2.1 熱式質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)

（1）安裝方便、結(jié)構(gòu)多樣，有插入式和管道式兩種安裝形式，拆卸方便、使用簡(jiǎn)單，可適用于高溫場(chǎng)合和腐蝕性環(huán)境中，采用全金屬構(gòu)造，可保證傳感器在惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。

（2）無可移動(dòng)部件，減少了因介質(zhì)臟或者介質(zhì)顆粒堵塞而造成的測(cè)量誤差，采用了一體化設(shè)計(jì)，無需增加附加儀表，降低了維護(hù)難度，同時(shí)也不會(huì)因介質(zhì)泄漏而造成影響。

（3）采用了鉑RTD傳感器，在傳感器中采用平衡兩個(gè)RTD質(zhì)量的質(zhì)量平衡器，使其在溫度、壓力、密度等變化時(shí)，能準(zhǔn)確測(cè)量出介質(zhì)的質(zhì)量流量。

（4）高精確度、高重復(fù)性、不需溫壓補(bǔ)償，直接測(cè)得的是流體質(zhì)量流量，不需溫壓補(bǔ)償，精度可達(dá)±1%FS，重復(fù)性一般為0.05%左右，可進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算。

（5）對(duì)于低流量測(cè)量較為敏感，過載能力較強(qiáng)，量程比大，在實(shí)際流量高出滿量程很多時(shí)，會(huì)作出相應(yīng)報(bào)警并且不會(huì)對(duì)儀表造成損壞。

2.2 熱式質(zhì)量流量計(jì)的缺點(diǎn)

（1）如果管道中待液，或介質(zhì)中含有其他雜質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。

（2）如果測(cè)量混合氣體，氣體組分改變則需要重新根據(jù)動(dòng)態(tài)曲線計(jì)算出內(nèi)部參數(shù)并設(shè)定，如果氣體組分不穩(wěn)定則測(cè)量會(huì)有誤差。

3 ST98系列熱式質(zhì)量流量計(jì)檢定方法

（1）將FC88手操器連接到變送器，按[ENTER]將顯示Input made，按[D]鍵后即可查看數(shù)據(jù)參數(shù)。

將變送器中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)表中完全一致即可進(jìn)行檢定。若有不同，則可以按[K]、[M]、[F]、[Z]等鍵進(jìn)行修改。

（2）將電阻箱接到變送器的接線板上,測(cè)量mA out和out com之間的電流，查看輸出通道是否完好，零點(diǎn)是否準(zhǔn)確。

將測(cè)量電阻箱阻值調(diào)到與Delta’R值相同，進(jìn)入[C]命令，查看Unit dR值，調(diào)整電阻箱使Unit dR值與數(shù)據(jù)表中一致，進(jìn)入[T]命令，查看瞬時(shí)流量值并記錄、計(jì)算誤差，判斷是否合格。

4 熱式質(zhì)量流量計(jì)在廢酸裝置中的應(yīng)用

在2016年新建烷基化、廢酸裝置中有FCI公司熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用，主要應(yīng)用在測(cè)量酸性氣和燃料氣，分為管道式和插入式。

4.1 插入式熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量酸性氣

FCI熱式質(zhì)量流量計(jì)的耐磨及抗污染特性為其在高腐蝕性的環(huán)境中發(fā)揮作用，提高了測(cè)量酸性混合氣體的準(zhǔn)確性和可行性。插入式流量計(jì)結(jié)合了FCI特有的等質(zhì)量熱擴(kuò)散傳感元件、精確的電子線路，以及嚴(yán)格的流體標(biāo)定，并采用牢固的工業(yè)封裝，從而成為了一種理想的氣體測(cè)量?jī)x表。插入式傳感器可在線安裝、維護(hù)，但必須將傳感器安裝在閥門上并將其插入到管內(nèi)中心，否則會(huì)引起測(cè)量誤差。該流量計(jì)測(cè)量原理是靠被測(cè)介質(zhì)帶走熱量折算成流量．當(dāng)管道內(nèi)不輸送所測(cè)介質(zhì)時(shí)，空氣仍會(huì)帶走部分熱量，導(dǎo)致在無介質(zhì)通過管道時(shí)出現(xiàn)少量假流量，此時(shí)可采用小信號(hào)切除5%左右。

4.2 管道式熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量燃料氣

在廢酸裝置中燃料由燃?xì)庀到y(tǒng)供給，但燃?xì)獾挠泻π砸笳麄€(gè)系統(tǒng)要有良好的密封性能，因燃?xì)庑孤?huì)造成嚴(yán)重的后果。FCI熱擴(kuò)散式質(zhì)量流量計(jì)有良好的密封性能，對(duì)直管段長(zhǎng)度的要求也較低，可以準(zhǔn)確地測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的總?cè)細(xì)饬?，為安全?jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了良好的保證。ST98L管道式流量計(jì)的傳感器連接在一個(gè)T形管段上，作為一個(gè)整體標(biāo)定，可滿足最苛刻的測(cè)量環(huán)境及工廠應(yīng)用要求，而且無需定期維護(hù)，為安全平穩(wěn)的生產(chǎn)環(huán)境提供了便利。

5 結(jié)語

近十多年來，熱式質(zhì)量流量計(jì)結(jié)合現(xiàn)代微電子新技術(shù)新工藝不斷推陳出新，F(xiàn)CI儀表以其特有的特性，可在各個(gè)裝置中測(cè)量酸性氣、燃料氣、凈化風(fēng)、氫氣等單一氣體或混合氣體，迅速在工業(yè)生產(chǎn)中，在其他流量計(jì)難以勝任的測(cè)量條件和環(huán)境下得到成功應(yīng)用。

[1] 魏來、于振海、徐姝《FCI熱擴(kuò)散式質(zhì)量流量計(jì)在電站鍋爐中的應(yīng)用》東北電力技術(shù).

[2] 黃水清《The Features and Application of the Thermal Mass Flowmeter From FCI Company》自動(dòng)化儀表第24卷第1期.

[3] 董佩峰、賁濤《熱式質(zhì)量流量計(jì)在化工行業(yè)中的應(yīng)用》現(xiàn)代計(jì)量?jī)x器與技術(shù).