FCI熱式質量流量計在廢酸裝置中的應用

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熱式質量流量計在廢酸裝置中的應用

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公司熱式質量流量計的基本工作原理、優勢與缺點、檢定方法及熱式質量流量計的應用概況。

FCI；原理；特點；檢定方法；應用概況

熱式質量流量計(Thermal Mass Flowmeters，簡稱TMF)，起源于美國，一般應用于精度要求較高，貿易結算，或難以測量的環境中的氣體測量。與傳統的計量儀表相比，由于熱式質量流量計在測量精度、維護等方面具有諸多優勢，在熱電、化工、石油天然氣等各個行業廣泛應用。自總廠引進FCI熱式質量流量計以來，在氣體流量測量方面表現良好，具有一定的適用性。

1 熱式質量流量計的工作原理

FCI熱式質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，另一個感應過程溫度。當流體密度不變，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，當管道內流體無流量的時候溫差達到最大。

傳感器中的溫度差可通過控制電路轉化為直流電壓信號，最后在輸出終端輸出毫安電流，測量出的質量流量可從變送器的現場設定計算電路中獲得。FCI公司的熱擴散技術提供了一種測量儀表，可以輕易地對信號輸出進行設定組態，同時可以使用內置鍵盤或手操器對顯示信號進行現場調節。

2 熱式質量流量計的主要特點

2.1 熱式質量流量計的優勢

（1）安裝方便、結構多樣，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境中，采用全金屬構造，可保證傳感器在惡劣環境中長期穩定地運行。

（2）無可移動部件，減少了因介質臟或者介質顆粒堵塞而造成的測量誤差，采用了一體化設計，無需增加附加儀表，降低了維護難度，同時也不會因介質泄漏而造成影響。

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

（4）高精確度、高重復性、不需溫壓補償，直接測得的是流體質量流量，不需溫壓補償，精度可達±1%FS，重復性一般為0.05%左右，可進行貿易結算。

（5）對于低流量測量較為敏感，過載能力較強，量程比大，在實際流量高出滿量程很多時，會作出相應報警并且不會對儀表造成損壞。

2.2 熱式質量流量計的缺點

（1）如果管道中待液，或介質中含有其他雜質，會導致測量誤差。

（2）如果測量混合氣體，氣體組分改變則需要重新根據動態曲線計算出內部參數并設定，如果氣體組分不穩定則測量會有誤差。

3 ST98系列熱式質量流量計檢定方法

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

將變送器中的數據與數據表中完全一致即可進行檢定。若有不同，則可以按[K]、[M]、[F]、[Z]等鍵進行修改。

（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，零點是否準確。

將測量電阻箱阻值調到與Delta’R值相同，進入[C]命令，查看Unit dR值，調整電阻箱使Unit dR值與數據表中一致，進入[T]命令，查看瞬時流量值并記錄、計算誤差，判斷是否合格。

4 熱式質量流量計在廢酸裝置中的應用

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

4.1 插入式熱式質量流量計測量酸性氣

FCI熱式質量流量計的耐磨及抗污染特性為其在高腐蝕性的環境中發揮作用，提高了測量酸性混合氣體的準確性和可行性。插入式流量計結合了FCI特有的等質量熱擴散傳感元件、精確的電子線路，以及嚴格的流體標定，并采用牢固的工業封裝，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，但必須將傳感器安裝在閥門上并將其插入到管內中心，否則會引起測量誤差。該流量計測量原理是靠被測介質帶走熱量折算成流量．當管道內不輸送所測介質時，空氣仍會帶走部分熱量，導致在無介質通過管道時出現少量假流量，此時可采用小信號切除5%左右。

4.2 管道式熱式質量流量計測量燃料氣

在廢酸裝置中燃料由燃氣系統供給，但燃氣的有害性要求整個系統要有良好的密封性能，因燃氣泄漏將會造成嚴重的后果。FCI熱擴散式質量流量計有良好的密封性能，對直管段長度的要求也較低，可以準確地測量整個系統的總燃氣量，為安全經濟運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，作為一個整體標定，可滿足最苛刻的測量環境及工廠應用要求，而且無需定期維護，為安全平穩的生產環境提供了便利。

5 結語

近十多年來，熱式質量流量計結合現代微電子新技術新工藝不斷推陳出新，FCI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、氫氣等單一氣體或混合氣體，迅速在工業生產中，在其他流量計難以勝任的測量條件和環境下得到成功應用。

[1] 魏來、于振海、徐姝《FCI熱擴散式質量流量計在電站鍋爐中的應用》東北電力技術.

[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《熱式質量流量計在化工行業中的應用》現代計量儀器與技術.