某系統(tǒng)氨水密度檢測儀表設置在等壓氨吸收塔液相出口管道,管道材質(zhì)為304,管道規(guī)格為DN100。現(xiàn)市場上的液體檢測密度計儀表有質(zhì)量流量密度計、音叉密度計、靜壓密度計等多種。
(1)質(zhì)量流量密度計即科里奧質(zhì)量流量計,測量原理以科里奧利力的產(chǎn)生為基礎。驅(qū)動系統(tǒng)以其共振頻率驅(qū)動兩根測量管。兩根管道都反相振動,類似于共振音叉。通過振動測量管的介質(zhì)產(chǎn)生科里奧利力、而這些力在流入或流出側的管上產(chǎn)生正值或負值。這些力與質(zhì)量流量成正比、并引起測量管變形(扭轉(zhuǎn))。
科里奧質(zhì)量流量計具有無需上下游直管段,可對質(zhì)量、密度和溫度多個過程變量進行在線測量,免維護等優(yōu)點,但需要外部電源供電,一般選24VDC或220VAC供電,此外,較大管徑的質(zhì)量流量計價格昂貴,用在DN100管道上,某知名品牌的價格在10萬左右,若需要考慮造價成本,則需要優(yōu)先考慮其他方案。
(2)音叉密度計是以共振理論為基礎,根據(jù)頻率和密度之間關系,測量出頻率的變化,從而檢測密度的變化。但需注意當音叉體處于工作態(tài)時,單片音叉體末端會產(chǎn)生一個橢圓形有效測量敏感區(qū),當音叉振動波傳播過程被障礙物打斷時,破壞有效敏感區(qū),同時振動也會被障礙物反射產(chǎn)生變形,稱之為邊界效應,此外針對DN100(管道內(nèi)徑為100mm)及以下的管道,邊界效應會對音叉?zhèn)鞲衅骶仍斐捎绊?。?jīng)咨詢多個音叉密度計廠家,現(xiàn)有音叉密度計產(chǎn)品均建議安裝在DN100及以上的管道上使用,若不能保證管徑,使用旁通管道安裝方式。
(3)靜壓密度計采用差壓法測量,通過測量液體內(nèi)部靜壓力,根據(jù)靜力學公式間接測量液體密度,此密度計適合在較大罐上安裝使用,管道安裝復雜,準確度較低。
根據(jù)SH/T3005—2016《石油化工自動化儀表選型設計規(guī)范》9.3.3a)密度測量宜采用振動式密度計、放射性密度計和科里奧質(zhì)量流量計,通過市面產(chǎn)品對比,放射性密度計價格最高,增長很多倍。
為了減少成本,優(yōu)先選擇振動式密度計、科里奧質(zhì)量流量計。振動式密度計目前最常見的為諧振音叉式密度計。表2是某品牌質(zhì)量密度計和音叉密度計選型對比。
經(jīng)過對比,該項目氨水密度測量介質(zhì)相對簡單,且直管段、管徑均滿足音叉密度計的使用條件,DN100管道安裝條件的音叉密度計價格相對便宜,且安裝維護簡單,所以最終選用音叉密度計。