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)量流量計的基本工作原理、優(yōu)勢與缺點(diǎn)、檢定方法及熱式質(zhì)量流量計的應(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(Thermal Mass Flowmeters，簡稱TMF)，起源于美國，一般應(yīng)用于精度要求較高，貿(mào)易結(jié)算，或難以測量的環(huán)境中的氣體測量。與傳統(tǒng)的計量儀表相比，由于熱式質(zhì)量流量計在測量精度、維護(hù)等方面具有諸多優(yōu)勢，在熱電、化工、石油天然氣等各個行業(yè)廣泛應(yīng)用。自總廠引進(jìn)FCI熱式質(zhì)量流量計以來，在氣體流量測量方面表現(xiàn)良好，具有一定的適用性。

1 熱式質(zhì)量流量計的工作原理

FCI熱式質(zhì)量流量計由變送器和傳感器組成，其中傳感器是由兩個鉑熱電阻制成的溫度探測器，將兩個探頭置于管道流體中，一個鉑熱電阻被加熱，另一個感應(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，最后在輸出終端輸出毫安電流，測量出的質(zhì)量流量可從變送器的現(xiàn)場設(shè)定計算電路中獲得。FCI公司的熱擴(kuò)散技術(shù)提供了一種測量儀表，可以輕易地對信號輸出進(jìn)行設(shè)定組態(tài)，同時可以使用內(nèi)置鍵盤或手操器對顯示信號進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)節(jié)。

2 熱式質(zhì)量流量計的主要特點(diǎn)

2.1 熱式質(zhì)量流量計的優(yōu)勢

（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、使用簡單，可適用于高溫場合和腐蝕性環(huán)境中，采用全金屬構(gòu)造，可保證傳感器在惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定地運(yùn)行。

（2）無可移動部件，減少了因介質(zhì)臟或者介質(zhì)顆粒堵塞而造成的測量誤差，采用了一體化設(shè)計，無需增加附加儀表，降低了維護(hù)難度，同時也不會因介質(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RTD質(zhì)量的質(zhì)量平衡器，使其在溫度、壓力、密度等變化時，能準(zhǔn)確測量出介質(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）對于低流量測量較為敏感，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，會作出相應(yīng)報警并且不會對儀表造成損壞。

2.2 熱式質(zhì)量流量計的缺點(diǎn)

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

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

3 ST98系列熱式質(zhì)量流量計檢定方法

（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，查看瞬時流量值并記錄、計算誤差，判斷是否合格。

4 熱式質(zhì)量流量計在廢酸裝置中的應(yīng)用

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

4.1 插入式熱式質(zhì)量流量計測量酸性氣

FCI熱式質(zhì)量流量計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，提高了測量酸性混合氣體的準(zhǔn)確性和可行性。插入式流量計結(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量儀表。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，否則會引起測量誤差。該流量計測量原理是靠被測介質(zhì)帶走熱量折算成流量．當(dāng)管道內(nèi)不輸送所測介質(zhì)時，空氣仍會帶走部分熱量，導(dǎo)致在無介質(zhì)通過管道時出現(xiàn)少量假流量，此時可采用小信號切除5%左右。

4.2 管道式熱式質(zhì)量流量計測量燃料氣

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€系統(tǒng)要有良好的密封性能，因燃?xì)庑孤斐蓢?yán)重的后果。FCI熱擴(kuò)散式質(zhì)量流量計有良好的密封性能，對直管段長度的要求也較低，可以準(zhǔn)確地測量整個系統(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管道式流量計的傳感器連接在一個T形管段上，作為一個整體標(biāo)定，可滿足最苛刻的測量環(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，可在各個裝置中測量酸性氣、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，在其他流量計難以勝任的測量條件和環(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》自動化儀表第24卷第1期.

[3] 董佩峰、賁濤《熱式質(zhì)量流量計在化工行業(yè)中的應(yīng)用》現(xiàn)代計量儀器與技術(shù).