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旋進旋渦氣體流量計的原理及技術特點
關鍵字:旋进旋涡、天然气、旋進旋渦流量計、天然氣流量計    日期:2020-5-5 15:21:25

  旋進旋渦氣體流量計在原油生産與儲運過程中,應用較爲廣泛的一種速度式流量計,由于其無可動部件,具備溫度壓力修正功能,在惡劣的現場條件下能夠測量出天然氣標准流量值,具有較高的性價比,能夠滿足企業內部生産經營管理要求。

目前在石油、石化系統,旋進旋渦流量計主要如下場合使用

1)用于原油生産過程中的伴生氣計量,主要安裝于油液分離器的上部的天然氣出口部位,經過分離的天然氣經計量後,又混入集輸管線,輸往中轉站。由于伴生氣中含有一定量的輕烴、二氧化碳、水等介質,隨著溫度、壓力的變化,呈飽和狀態的上述組分會從天然氣中呈凝析出來,在含量《15%時,計量准確度≤±5%,因此,該流量計在原油生産現場的應用較多,占氣體流量計的95%

2)用于原油中轉、集輸站庫經過油氣水三相分離器處理後,天然氣儲運計量。在天然氣輕烴、二氧化碳、水等介質含量《5%情況下,計量准確度≤±3%

3)用于原油集輸站庫生産用鍋爐、熱水加熱爐等耗能設施的天然氣消耗計量,經過上述加熱設施産生的蒸汽和熱水,作爲載能工質用于原油儲運中的伴熱保溫。因天然氣較爲純淨,計量准確度≤±2%

4)用于企業各二級單位間生産、生活天然氣的內部交接計量。如生活區居民用氣,供熱站燃料計量等,准確度≤±1.5%

原理及技術特點

  旋進旋渦流量計的測量原理:進入流量計的氣體在旋渦發生體的作用下,産生旋渦流,旋渦流在文丘裏管中旋進,到達收縮段突然節流,使旋渦加速;當旋渦流突然進入擴散段後,由于壓力的變化,使旋渦流逆著前進方向運動;在進動區域內該信號頻率與流量大小成正比,通過流量傳感器的壓電傳感器檢測出這一頻率信號,並與固定在流量計殼體上的溫度傳感器和壓力傳感器檢測出的溫度、壓力信號一並送入流量計算機中處理,最終顯示出天然氣的溫度、壓力和標准狀態下(20℃、101.325kPa)的體積流量等參數。適合于管道煤氣、天然氣、LNG壓縮天然氣、過熱蒸汽等高流速、低密度流體計量。

  目前使用的智能型旋進旋渦流量計,主要有如下特點:

 (1)量程比≥115,電路采用表面貼裝工藝、結構緊湊。大屏幕LCD顯示標准體積流量、標准體積總量、溫度、壓力和電池容量,顯示清晰直觀,讀數方便。

 (2)采用微功耗高技術,內、外電源均供電,內電池可連續使用五年,整機功耗低,具有防爆功能,能夠在油氣集輸站庫內使用。

 (3)采用高性能微處理器和現代濾波技術,軟件功能強大,性能優越;具有485通訊和(420mA模擬及脈沖信號輸出,方便集中控制和自動化管理。

 (4)采用獨特的雙傳感器和電路處理技術,有效地解決了壓力波動和機械振動對該類型流量計的幹擾,計量准確可靠。集溫度、壓力、流量傳感器和流量計算機于一體,可對被測氣體溫度、壓力和壓縮因子自動跟蹤修正,直接計量氣體在標准狀態下的體積流量和總量。

 (5)無機械可動部件,穩定性好,維修量少,直管段要求低(前≥5DN、後≥3DN)。

 (6)在使用與維護符合安裝技術要求情況下,基本上不用維護,因此流量計應盡量避免振動、強磁場及隨離流態幹擾元件(如壓縮機、分離器、調壓閥、大小頭及彙管、彎頭等)影響,測量介質盡量保證爲純淨的單相流體。

技術要求及誤差控制

 根據目前油田大都使用口徑≤DN100以下流量計實際,ΔP平均爲工作壓力的15%,是一種非節能型儀表,同時,在使用中要避免下述問題的出現。

 (1)測量介質盡量保證爲單一牛頓體,如果原油及微量顆粒雜質較多,應在流量計之前安裝分離、過濾器,否則會造成測量值大于實際值。

 (2)流量計的選用應該根據介質的實際流量,而非安裝管線的直徑,這一點非常重要,如江蘇油田某一測量點管徑爲DN100,而天然氣實際流量爲30m3/h,該流量處于DN100旋進旋渦流量計50m3/h800m3/h額定量程的下限,使計量誤差》5%,超過了天然氣供、用戶交接准確度≤±2%範圍。爲此,設計部門按規範改變了測量管段內徑,重新安裝了一台DN50口徑,額定量程爲10m3/h150m3/h的旋進旋渦流量計,计量误差≤±2%,計量數據得到交接雙方認可。

 3)要避免因压力传感器的量程选择,和温度、压力传感器误差变化产生的计量误差,由于目前使用的智能旋進旋渦流量計的压力传感器量程为2.0MPa,在氣體實際測量壓力≤0.3MPa时,会使标准状态下的天然气计量误差增大。同时,由于油田使用的智能旋進旋渦流量計,大部分用于非贸易计量交接,流量计未能按期检定,导致压力、温度传感器产生零点飘移,造成天然气计量误差增大,因此必须对流量计按期进行检定与校对。

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