氣體渦輪流量計(jì)
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氣體渦輪流量計(jì)主要用于工業(yè)管道中空氣,氮?dú)?氧氣,氫氣,沼氣,天然氣,蒸汽等介質(zhì)流體的流量測量,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。氣體渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
氣體渦街流量計(jì)輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測質(zhì)量流量,這時流
?量計(jì)的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計(jì)量還是有直接影響的。氣體渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力,無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量,是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。
氣體渦街流量計(jì)為提高氣體的耐高溫及抗振動性能,因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強(qiáng)振動(≤1g)的惡劣工況下使用。在實(shí)際應(yīng)用中,往往最大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值,隨著負(fù)荷的變化,最小流量又往往會低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的最佳工作段,為了解決這一問題,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進(jìn)行整流,使加工、安裝都不方便。
氣體渦街流量計(jì)為了使用方便,電池供電的就地顯示型氣體渦街流量計(jì)采用微功耗高新技術(shù),采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
應(yīng)用領(lǐng)域:
適用于天然氣、氮?dú)狻嚎s空氣等中低流速潔凈氣體;不適用液體或高溫蒸汽及濕氣。
概述
氣體渦輪流量計(jì)是一種精密流量測量儀表,與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量和總量。氣體渦輪流量計(jì)廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領(lǐng)域的計(jì)量、控制系統(tǒng)。配備有衛(wèi)生接頭的氣體渦輪流量計(jì)可以應(yīng)用于制藥行業(yè)。
一體化
氣體渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計(jì),可以顯示流量總量,瞬時流量和流量滿度百分比。電池采用長效鋰電池,單功能積算表電池使用壽命可達(dá)5年以上,多功能顯示表電池使用壽命也可達(dá)到12個月以上。
一體化表頭可以顯示的流量單位眾多,有立方米,加侖,升,標(biāo)準(zhǔn)立方米,標(biāo)準(zhǔn)升等,可以設(shè)定固定壓力、溫度參數(shù)對氣體進(jìn)行補(bǔ)償,對壓力和溫度參數(shù)變化不大的場合,可使用該儀表進(jìn)行固定補(bǔ)償積算。
特點(diǎn)
壓力損失小,葉輪具有防腐功能;
采用*超低功耗單片微機(jī)技術(shù),整機(jī)功能強(qiáng)、功耗低、性能*。
具有非線性精度補(bǔ)償功能的智能流量顯示器。修正公式精度優(yōu)于±0.02%
儀表系數(shù)可由按鍵在線設(shè)置,并可顯示在LCD屏上,LCD屏直觀清晰,可靠性強(qiáng)
采用EEPROM對累積流量、儀表系數(shù)掉電保護(hù),保護(hù)時間大于10年
采用高性能MCU中央處理器,完成數(shù)據(jù)采集處理顯示輸出、累積流量瞬時流量同屏顯示方便的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn), 以標(biāo)準(zhǔn)485形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
采用全硬質(zhì)合金(碳化鎢)屏蔽式懸臂梁結(jié)構(gòu)軸承,集轉(zhuǎn)動軸承與壓力軸承于一體,大大提高了軸承壽命,并可在有少量泥沙與污物的介質(zhì)中工作。
采用1Cr18Ni9Ti全不銹鋼結(jié)構(gòu),(渦輪采用2Cr13)防腐性能好。
容易維修,有自整流的結(jié)構(gòu),小型輕巧,結(jié)構(gòu)簡單,可在短時間內(nèi)將其組合拆開,內(nèi)部清洗簡單。
有較強(qiáng)抗磁干擾和振動能力、性能可靠、壽命長
下限流速低,測量范圍寬,現(xiàn)場顯示型液晶屏顯示清晰直觀,功耗低,3V鋰電池供電可連續(xù)運(yùn)行5年以上
耐腐蝕,適用于酸堿溶液
儀表分類
按儀表功能分類可分為3大類
1、氣體渦輪流量傳感器/變送器:
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能,僅將流量信號遠(yuǎn)傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號(4-20mA);儀表價格低廉,集成度高,體積小巧,特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品,防爆等級為:ExdIIBT6.。
應(yīng)用場合:可作為工況流量信號的采集儀表,將流量信號遠(yuǎn)傳至上位機(jī)
2、智能一體化
氣體渦輪流量計(jì)
一體化智能儀表,采用雙排液晶現(xiàn)場顯示,具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)用場合:
1、在溫度、壓力相對穩(wěn)定的工況現(xiàn)場,作為工業(yè)控制儀表。
2、在溫度、壓力相對穩(wěn)定的工況現(xiàn)場,用戶可根據(jù)儀表示值氣體方程 自行運(yùn)算到標(biāo)況流量。
3、智能溫壓補(bǔ)償一體化
氣體渦輪流量計(jì)
HLWQ-D型氣體渦輪量計(jì)內(nèi)置溫度、壓力傳感器和智能流量積算儀,通過微處理單元對實(shí)時采集的流量、溫度、壓力信號按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償,自動進(jìn)行壓縮因子修正,然后將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量直觀的顯示出來。
應(yīng)用場合::精確計(jì)量或貿(mào)易結(jié)算
技術(shù)參數(shù)
公稱口徑
管道式:DN4~DN200
插入式:DN100~DN2000
精度等級:管道式:±0.5級,±1.0級
插入式:±1.5級、±2.5級
環(huán)境溫度:-20℃~50℃
介質(zhì)溫度:測量液體:-20℃~120℃
測量氣體:-20℃~80℃
大氣壓力:86KPa~106KPa
公稱壓力:1.6 Mpa 、2.5Mpa 、6.4Mpa 、25Mpa
防爆等級:ExdIIBT4
連接方式:螺紋連接、法蘭夾裝、法蘭連接、插入式等
直管段要求:氣體:上游直管段應(yīng)≥10DN,下游直管段應(yīng)≥5DN
液體:上游直管段應(yīng)≥20DN,下游直管段應(yīng)≥5DN
插入式:上游直管段應(yīng)≥20DS,下游直管段應(yīng)≥7DS(DS為管道實(shí)測內(nèi)徑)
顯示方式
(1)遠(yuǎn)傳顯示: 脈沖輸出、電流輸出(配顯示儀表)
(2)現(xiàn)場顯示:8位LCD顯示累積流量,單位(m3) 4位LCD顯示瞬時流量,單位(m3/h)、電池電量、頻率、流速
(3)溫度壓力補(bǔ)償型:
A、顯示標(biāo)準(zhǔn)瞬時流量及標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)流量
B、顯示當(dāng)前壓力、溫度、電池電壓
輸出功能
(1)脈沖輸出,p-p值由供電電源確定
(2)4~20mA兩線制電流輸出
(3)單位體積脈沖輸出及傳感器原始脈沖輸出
(4)帶有RS485通迅接口
供電電源
(1)DC5~24V
(2)標(biāo)準(zhǔn)型3V鋰電池安裝于儀表內(nèi)部可連續(xù)使用八年以上
(3)溫壓補(bǔ)償型3V鋰電池安裝于儀表內(nèi)部可連續(xù)使用四年以上
傳輸距離:傳感器至顯示儀距離可達(dá)500m
3.1 基本參數(shù):
3.1.1 表1
儀表口徑及連接方式 | 25、40、50、80、100、150、200、250采用法蘭連接 |
25、40可采用螺紋連接 | |
精度等級 | ±1.5%R、±1%R |
量程比 | 1:10;1:20;1:30 |
顯示方式 | 寬屏顯示器同時顯示瞬時流量、日累積流量、總累積流量 |
溫度、壓力、時間、日期、電池電量 | |
儀表材質(zhì) | 表體:304不銹鋼;葉輪:防腐ABS或優(yōu)質(zhì)鋁合金;顯示器:鑄鋁 |
溫度、壓力傳感器 | 內(nèi)置 |
被測介質(zhì)溫度(℃) | -30℃~+80℃ |
環(huán)境條件 | 介質(zhì)溫度:-30℃~+80℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106Kpa |
通訊信號 | 三線制工況脈沖、三線制標(biāo)況脈沖 |
三線制4-20mA、RS485協(xié)議、IC卡信號 | |
供電電源 | 內(nèi)置鋰電池、外供24VDC雙供電 |
傳輸距離 | ≤1000m |
信號線接口 | 內(nèi)螺紋M20×1.5 |
防爆等級 | ExdIIBT6 |
防護(hù)等級 | IP65 |
3.1.2 精度等級:1.0級、1.5級
3.1.3 使用條件:
• 環(huán)境溫度:-30℃~+ 60℃ ;
• 大氣壓力:86KPa~106KPa;
• 介質(zhì)溫度:-30℃~+ 80℃ ;
• 相對濕度:5%~95%
3.3儀表選型
1.選型說明
用戶在選型時,應(yīng)根據(jù)管道公稱壓力、介質(zhì)最高壓力、介質(zhì)溫度、介質(zhì)組分情況、流量范圍及信號輸出要求合理選擇流量計(jì)的型號規(guī)格。
為使流量計(jì)的使用性能最佳,流量計(jì)的使用流量范圍應(yīng)在(20%~80%)Qmax范圍內(nèi)比較合適。
2.選型譜表
表3
型 號 | 說 明 | / | / | / | / |
LY-LWGY | □ | —□ | /□ | /□ | / |
類型 | D | / | / | / | 智能溫度壓力補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì) |
儀表口徑 | 25A/B/C | 25mm | / | / | / |
40A/B | 40 mm | / | / | / | / |
50A/B | 50 mm | / | / | / | / |
80 | 80 mm | / | / | / | / |
100 | 100 mm | / | / | / | / |
150 | 150 mm | / | / | / | / |
200 | 200 mm | / | / | / | / |
250 | 250 mm | / | / | / | / |
300 | 300 mm | / | / | / | / |
傳感器材質(zhì) | N | 基本材質(zhì),優(yōu)質(zhì)鋁合金。(最高耐壓:1.0MPa) | / | / | / |
S | 不銹鋼材質(zhì)。(高壓防腐型) | / | / | / | / |
特殊結(jié)構(gòu) | A | 氧氣專用結(jié)構(gòu)(脫油脫脂處理) | / | / | / |
B | 壓縮空氣專用結(jié)構(gòu)(高流速設(shè)計(jì)) | / | / | / | / |
口徑及流量范圍選型對照表
DN(mm) | 液體 | 氣體 | 蒸汽 |
20 | 0.8-10 | 5-40 | 8-80 |
25 | 1-12 | 7.2-60 | 10-120 |
32 | 1.5-20 | 12-100 | 15-200 |
40 | 2-30 | 18-150 | 20-300 |
50 | 3-50 | 30-300 | 30-450 |
65 | 6-80 | 50-420 | 60-800 |
80 | 10-130 | 70-600 | 100-1300 |
100 | 20-200 | 120-1000 | 200-2000 |
125 | 30-300 | 180-1500 | 300-3000 |
150 | 45-450 | 240-2000 | 450-4500 |
200 | 90-900 | 480-4000 | 900-9000 |
250 | 120-1200 | 700-8000 | 1200-12000 |
300 | 180-2000 | 900-10000 | 1600-16000 |
儀表選型介紹
已知某一供氣管線的實(shí)際工作壓力為(表壓)0.8MPa~1.2MPa,介質(zhì)溫度范圍為-5℃~+40℃,供氣量為3000~8000Nm3/h(標(biāo)況流量),在不考慮天然氣組分的情況下,要求確定流量計(jì)的規(guī)格型號。
分析:說明書表4.2.1中給出的流量范圍為工況流量范圍,而本例中給出的流量范圍是標(biāo)況流量范圍,因此,必須根據(jù)氣態(tài)方程先將標(biāo)況流量換算成工況流量,然后再選擇合適的口徑。
優(yōu)勢及工作原理
在氣體渦輪流量計(jì)的使用過程中,氣體流經(jīng)過流量計(jì)推動渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)與通過渦輪流量計(jì)的氣體體積成正比。流量計(jì)入口處安裝有一個特殊設(shè)計(jì)的專用導(dǎo)流架,隨著流速的增加,對進(jìn)入流量計(jì)的氣流進(jìn)行加速。導(dǎo)流架的設(shè)計(jì)可消除任何潛在流體擾動,如渦流或不對稱流。對渦輪葉片的推動力也同時增加。確保了流量計(jì)在允許的誤差范圍內(nèi)高精度計(jì)量,即使在小流量的狀況下也可以準(zhǔn)確計(jì)量。作用在渦輪葉片上的氣流是軸向的,渦輪裝置在主傳動軸上,傳動軸配有高強(qiáng)度的球軸承。氣體通過渦輪葉片后,渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)經(jīng)齒輪組減速后。入口通道內(nèi)壓力得到回復(fù),通道設(shè)計(jì)可確保流態(tài)的*化。
1、氣體渦輪流量計(jì)精度高,壓力損失小,始動流量低,對溫度壓力和流量進(jìn)行自動跟蹤補(bǔ)償,電池供電,可輸出多種信號,選用進(jìn)口軸承,壽命長,安裝維修方便。智能型速度式流量儀表是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體,并能進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償,具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、測量范圍寬、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
2、氣體渦輪流量計(jì)是一種測量封閉管道中氣體介質(zhì)流量的速度式儀表。適用于燃?xì)饧捌渌I(yè)領(lǐng)域中的氣體量精確測量。由于其體積小、精度高、重復(fù)性好。它吸取了國外同類產(chǎn)品的*結(jié)構(gòu),經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),綜合了氣體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論。采用*傳動結(jié)構(gòu)而自行開發(fā)的新產(chǎn)品。
3、氣體渦輪流量計(jì)是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體,并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動補(bǔ)償?shù)男乱淮髁坑?jì),是石油、化工、電力、冶金、工業(yè)鍋爐等工業(yè)行業(yè)的燃?xì)庥?jì)量和城市天然氣、燃?xì)庹{(diào)壓站及燃?xì)赓Q(mào)易計(jì)量的理想儀表。它具有壓力損失小、準(zhǔn)確度高、始動流量低、抗振與抗脈動流性能好、量程比寬等特點(diǎn)。
安裝連接
氣體智能渦輪流量計(jì)是按照 ISO9951 標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國內(nèi)外流量儀表*技術(shù)而研制開發(fā)的集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體的新一代高精度、高可靠性的精密計(jì)量儀表,它出色的低壓和高壓計(jì)量性能,多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性,使得流量計(jì)成為一種特別優(yōu)秀的能準(zhǔn)確計(jì)量氣體累積量的商業(yè)貿(mào)易計(jì)量儀表。
廣泛應(yīng)用
氣體渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、有機(jī)液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流體以及其它各種無腐蝕性氣體的計(jì)量或流量控制等場合。
主要特點(diǎn)
滿足 ISO9951標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求,表體長度為3DN(DN為流量計(jì)口徑),并經(jīng)高、低水平擾動試驗(yàn);•可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量,并顯示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(P b =101.325KPa,T b =293.15K )的氣體體積累積量;
•流量范圍寬 ,重復(fù)性好,精度高,壓力損失小,起始流量低;•具有五段儀表系數(shù)設(shè)定及自動修正的功能;•采用專用一體化整流器( 實(shí)用新型 專用號 ZL 03210043 • 4) ,對流量計(jì)的前后直管段安裝要求低 (前為≥ 2DN ,下游無要求);•內(nèi)置式壓力、溫度傳感器,安全性能高、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀(外觀專用號:ZL 0333226 2•7)•對壓力、溫度傳感器的故障能自行診斷,并直接顯示在 LCD屏和上位機(jī)中;•一節(jié)鋰電池可連續(xù)使用兩年以上,并具有電池欠壓兩級報警輸出功能,更適合與 IC 卡管理系統(tǒng)的配套使用;•智能流量積算儀可以任意角度定位(轉(zhuǎn)動角度為 350°),使流量計(jì)在各種安裝條件下的讀數(shù)更方便,更直接;•*時間顯示及實(shí)時數(shù)據(jù)存儲之功能,無論什么情況,都能保證內(nèi)部數(shù)據(jù)不會丟失,可長久性保存;•儀表具有RS-485通訊接口功能,并配備功能強(qiáng)大、界面豐富的數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng),可打印各種自動生成的圖表;•儀表具有防爆及防護(hù)功能,防爆標(biāo)志為 ExdⅡBT4, ExiaⅡCT4, 防護(hù)等級為 IP55 。
設(shè)備安裝
(1)氣體渦輪流量計(jì)屬于精密測量儀表,在運(yùn)輸、倉儲和操作時必須小心裝卸。
(2)在流量計(jì)裝入管道前,撕去法蘭進(jìn)出口處的粘帶,并用吹起的方法檢驗(yàn)葉輪轉(zhuǎn)動是否靈活平穩(wěn)。
(3)流量計(jì)開始安裝前,特別是安裝在新管路或經(jīng)維修的管路上時,首先應(yīng)清掃管路,去除所有的渣、鐵銹及其它的管路碎屑。
(4)管路液壓靜力試驗(yàn)后,任何留在管線里的液體都會損壞渦輪流量計(jì)的內(nèi)部零件。如果液壓靜力試驗(yàn)是必要的話,渦輪流量計(jì)必須要用一個管段來代替,確保在液壓靜力試驗(yàn)后沒有液體留在渦輪流量計(jì)的上游管線里。
(5)流量計(jì)應(yīng)水平安裝。帶有潤滑系統(tǒng)的流量計(jì)在安裝時應(yīng)保證潤滑瓶開口朝上。公稱直徑DN≤200氣體渦輪流量計(jì)可以垂直安裝。安裝使用時,氣流方向應(yīng)從上至下。
(6)任何情況下,在渦輪流量計(jì)的上游應(yīng)安裝一段公稱直徑與流量計(jì)的公稱直徑相同的直管段,長度要求≥2DN;同時其下游也必須安裝一段與流量計(jì)的公稱直徑相同的直管段或彎管,并且要求其總長≥2DN。
(7)在氣體渦輪流量計(jì)入口管上游的漸縮管或漸擴(kuò)管的開口角度不能超過30。。為了保證氣體政策輸送,便于對流量計(jì)進(jìn)行維護(hù),要在流量計(jì)安裝管道上設(shè)置旁通管道。
(8)氣體渦輪流量計(jì)宜緩慢地加壓和啟動,快速打開閥門的沖擊負(fù)載通常會損壞葉輪。
(9)如果需要在渦輪流量計(jì)附近的管線上做焊接工作,則必須將渦輪流量計(jì)拆下來進(jìn)行。否則,會陰管道溫度過高而導(dǎo)致流量計(jì)的長久性破壞。
(10)安裝氣體渦輪流量計(jì)時,注意使氣體流動方向與表殼上箭頭所指的方向一致,安裝失誤會導(dǎo)致對渦輪流量計(jì)的破壞。
(11)管道必須沒有震動,管道內(nèi)的氣流不能有大的脈動和雜質(zhì),沒有灰塵和液體,進(jìn)入管路的外來物質(zhì)會嚴(yán)重地?fù)p壞渦輪流量計(jì),當(dāng)預(yù)計(jì)氣體流中可能存在損壞流量計(jì)的外來物質(zhì)時,建議在渦輪流量計(jì)上游管道安裝過濾器。
(12)對于安裝在戶外的氣體渦輪流量計(jì),為了防風(fēng)雨,應(yīng)對其提供適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施。
(13)建議氣體渦輪流量計(jì)的實(shí)際使用流量應(yīng)在流量計(jì)的最大額定流量的20%—80%范圍內(nèi)。氣體渦輪流量計(jì)允許短時過載,但實(shí)際最大流量不能超過氣體渦輪流量計(jì)允許最大流量的20%,而且持續(xù)時間不能超過半小時。
(14)流量計(jì)安裝時務(wù)必保證渦輪流量計(jì)入口和出口的連接同軸對準(zhǔn),且各螺栓力均勻,以免影響密封效果。為了得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果,必須保證沒有密封件從法蘭伸入管線。
發(fā)展趨勢
1.原油的測量
(1)玻璃管液面計(jì)量油
在油氣分離器上安裝一根長80左右并與分離器構(gòu)成連通管的玻璃管液面計(jì)。分離器內(nèi)一定重要的油將水壓倒玻璃管內(nèi),根據(jù)玻璃管內(nèi)水上升的高度與分離器內(nèi)油量的關(guān)系得到分離器內(nèi)油的重量,由此測得玻璃管內(nèi)液面上升高度所需要的時間,即可折算出油井的產(chǎn)量。
玻璃管量油是國內(nèi)各油田普遍采用的傳統(tǒng)方法,約占油井總數(shù)的90%以上。該方法裝備簡單、投資少,但由于采用間歇量油的方式來折算產(chǎn)量,導(dǎo)致原油系統(tǒng)誤差為10% ~20%。另外在高含水期,特別是在特高含水期,對于氣液比低的油井計(jì)量后的排液十分困難,該計(jì)量操作造成很大不便。
(2)電報量油
在玻璃管液面計(jì)量油的基礎(chǔ)上,在規(guī)定的量油高度H上、下各安裝一個電極,當(dāng)水上升到下電極時,計(jì)時電表接通開始計(jì)時,水上升到上電極時,電表切斷停止走動,記錄水上升H高的時間t,則可按照玻璃管液面計(jì)量油的方法計(jì)算出油井的產(chǎn)量。
(3)翻斗量油
翻斗量油裝置主要由量油器、計(jì)數(shù)器等組成。一個斗裝滿時翻到排油,另一個斗裝油,這樣反復(fù)循環(huán)來累積油量。這種量油裝置結(jié)構(gòu)簡單,具有一定計(jì)量精度。
2.天然氣的測量
(1)孔板測氣
孔板測氣是傳統(tǒng)的氣體計(jì)量方法,用節(jié)流孔板與波紋管壓差計(jì)配套進(jìn)行測量,根據(jù)氣體流經(jīng)孔板節(jié)流時前后的壓差來計(jì)算氣體流量。這種計(jì)量方法裝置結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,但量程較小,只有1:3,而且計(jì)量精度受孔板加工安裝精度的影響。
(2)分離器排液測氣
在計(jì)量用油氣分離器量完油以后,關(guān)閉分離器的天然氣出口閥門,根據(jù)排液的時間計(jì)算天然氣的產(chǎn)量。這種方法不需要專門的測量裝置,原理簡單,但操作工作量大,且精度不高。
(3)氣體流量計(jì)測氣
隨著技術(shù)的發(fā)展,氣體流量計(jì)在天然氣測量中的應(yīng)用越來越多,常用的有氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流計(jì)、渦街流量計(jì)、氣體羅茨流量計(jì)等。
氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、渦街流量計(jì)是速度式流量測量儀表。氣體渦輪流量計(jì)主要由渦輪、導(dǎo)流氣、磁電轉(zhuǎn)換器等組成,具有精度高、重復(fù)性好、反映快、測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是具有運(yùn)動部件,容易磨損,從而影響測量的精度。
渦街流量計(jì)是基于“卡門"渦街原理研制成的一種流量計(jì)。在管道中插入一個旋渦發(fā)生體,當(dāng)管道中有流體流過時,在旋渦發(fā)生體的兩側(cè)將交替產(chǎn)生旋渦,在下游交替排列的旋渦列被稱為“渦街",單位時間內(nèi)通過某一點(diǎn)的渦街的數(shù)量與流體的流速成正比。渦街由壓力傳感器檢測,檢測的微弱電信號經(jīng)處理,轉(zhuǎn)換為流量進(jìn)行顯示或者遠(yuǎn)傳。
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)工作原理;進(jìn)入流量計(jì)的流體通過旋渦發(fā)生器產(chǎn)生旋渦流,旋渦流在文丘里管中旋進(jìn),到達(dá)收縮短突然節(jié)流使旋渦流加速。當(dāng)旋渦流進(jìn)入擴(kuò)散段后,因回流的作用強(qiáng)迫進(jìn)入旋進(jìn)式二次旋轉(zhuǎn)。旋渦流的頻率與介質(zhì)速度成正比并且為線性關(guān)系,由壓力傳感器檢測,檢測的微弱電信號經(jīng)處理,可轉(zhuǎn)換為流量信號。
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和渦街流量計(jì)都具有結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度高、測量范圍大、無機(jī)械可動件、安裝使用方便、不受介質(zhì)的密度、粘度等影響的優(yōu)點(diǎn)。
氣體羅茨流量計(jì)是一種容積式流量計(jì),計(jì)量精度較高,適用于精密的體積測量,廣泛用于貿(mào)易和精密儲運(yùn)計(jì)量管理。但是在油井計(jì)量中分離出的天然氣含有較多的液滴,這會影響流量計(jì)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的潤滑,容易出現(xiàn)卡、堵事故,所以一般不宜采用此類流量計(jì)。
工作原理
氣體渦輪流量計(jì)采用渦輪進(jìn)行測量。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速,再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號。這種流量計(jì)用于檢測瞬時流量和總的積算流量,其輸出信號為頻率,易于數(shù)字化。圖中感應(yīng)線圈和長久磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時,磁路的磁阻發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)信號。信號經(jīng)放大器放大和整形,送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì),顯示總的積算流量。同時將脈沖頻率經(jīng)過頻率-電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量,葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號,不僅提高了檢測電路的抗干擾性,而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
氣體渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、有機(jī)液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流體等。
應(yīng)用場合
發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)、供熱行業(yè);航空、航天、造船、核能及兵器行業(yè);機(jī)械、冶金、煤礦及汽車制造行業(yè);石油、化工行業(yè);醫(yī)藥、食品及煙灑制造行業(yè);森工、農(nóng)墾及輕工行業(yè)等。
常見問題解決方法
1)在氣體渦輪流量計(jì)儀表安裝、連接過程中,應(yīng)確保每一個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確無誤,其中包括安裝前對現(xiàn)場的考察、安裝過程中氣體渦輪流量計(jì)儀表接線、系統(tǒng)接地線等方面,從而確保檢測到真實(shí)數(shù)據(jù)并能夠準(zhǔn)確輸出。
2)對于運(yùn)行中的計(jì)量系統(tǒng)可采用“雙軌計(jì)量,對比確認(rèn)"的方法,以及“替代法"對運(yùn)行中的計(jì)量氣體渦輪流量計(jì)儀表故障進(jìn)行確認(rèn)和排除。
3)定期對氣體渦輪流量計(jì)儀表進(jìn)行整體清洗,必要時可對氣體渦輪流量計(jì)儀表的傳感頭部分進(jìn)行吹掃,避免雜質(zhì)在傳感頭處的凝結(jié)。寒冷的季節(jié)在計(jì)量直管段及氣體渦輪流量計(jì)儀表部分加伴熱裝置也有利緩解雜質(zhì)在計(jì)量氣體渦輪流量計(jì)儀表處的凝結(jié)。
4)定期對管道進(jìn)行排水,特別是直管段前的水分,依據(jù)具體情況設(shè)置專人定期排放,盡可能降低計(jì)量管段中的水分,最大限度的排除流體中的脈動。
5)加強(qiáng)對計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理,設(shè)置定時打印功能,依據(jù)打印數(shù)據(jù)結(jié)合生產(chǎn)狀況對氣體渦輪流量計(jì)儀表的運(yùn)行分析。
流量范圍
氣體渦輪流量計(jì)流量范圍的選擇對其精確度及使用年限有較大的影響,并且每種口徑的流量計(jì)都有一定的測量范圍,流量計(jì)口徑的選擇也是由流量范圍決定的。選擇流量范圍的原則是:使用時的最小流量不得低于儀表允許測量的最小流量,使用時的最大流量不得高于儀表允許測量的最大流量。氣體渦輪流量計(jì)對于每日儀表實(shí)際運(yùn)行時間不超過8小時的斷續(xù)工作場合,選擇實(shí)際使用時最大流量的1.3倍作為流量范圍上限;對于每日儀表實(shí)際運(yùn)行時間不低于8小時的連續(xù)工作場合,選擇實(shí)際使用時最大流量的1.4倍作為流量范圍上限。氣體渦輪流量計(jì)儀表下限流量以實(shí)際使用最小流量的0.8倍為合適。
選購要點(diǎn)
氣體渦輪流量計(jì)的選型要從以下幾個方面考慮:
一.氣體渦輪流量計(jì)的正確選型
1、精確度等級:一般來說,選用渦輪流量計(jì)主要是看中其高精確度,但是流量計(jì)準(zhǔn)確度愈高,對現(xiàn)場使用條件的變化就愈敏感,所以,對儀表精確度的選擇要慎重,應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度考慮。對于大口徑輸氣管線的貿(mào)易結(jié)算儀表,在儀表上多投入是合算的,而對于輸送量不大的場合選用中等精度水平的即可。
2、流量范圍:同上所述
3、氣體的密度:對氣體渦輪流量計(jì),流體物性的影響主要是氣體密度,它對儀表系數(shù)的影響較大,且主要在低流量區(qū)域。若氣體密度變化頻繁,要對流量計(jì)的流量系數(shù)采取修正措施。
4、壓力損失:盡量選用壓力損失小的渦輪流量計(jì)。因?yàn)榱黧w通過渦輪流量計(jì)的壓力損失愈小,則流體由輸入到輸出管道所消耗的能量就愈少,即所需的總動力將減少,由此可大大節(jié)約能源,降低輸送成本,提高利用率。
有人曾經(jīng)做過試驗(yàn),影響壓損的主要組件是渦輪流量計(jì)的前導(dǎo)流器,選用半橢球體的前導(dǎo)流器與選擇錐體的前導(dǎo)流器相比,前者渦輪流量計(jì)的壓損可大幅度降低。
5、結(jié)構(gòu)型式:
(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)宜選用反推式渦輪流量計(jì)。因?yàn)榉赐剖浇Y(jié)構(gòu)在一定流量范圍內(nèi)可使葉輪處于浮游狀態(tài),軸向不存在接觸點(diǎn),無端面摩擦和磨損,可延長軸承的使用壽命。
(2)按管道連接方式選型,流量計(jì)有水平和垂直安裝兩種方式,水平安裝與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和夾裝連接。中等口徑選用法蘭連接;小口徑和高壓管道選用螺紋連接;夾裝連接只適用于低壓中小管徑;垂直安裝只有螺紋連接。
(3)按環(huán)境條件選型,考慮溫度、濕度的影響。天然氣計(jì)量要選擇本安型防爆渦輪流量計(jì)。
6、軸承:渦輪流量計(jì)的軸承一般有碳化鎢、聚四氟乙烯、碳石墨三類材質(zhì)。天然氣計(jì)量儀表軸承應(yīng)選用碳化鎢材料。
以上是選型時要考慮的主要方面。由于渦輪流量計(jì)類型規(guī)格繁多,特別是不同的制造廠產(chǎn)品質(zhì)量有差別,選型時應(yīng)盡量搜集制造廠及產(chǎn)品的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等資料,進(jìn)行反復(fù)調(diào)查比較后再決定取舍。
二.使用和維護(hù)
為保證氣體渦輪流量計(jì)長期正常工作,必須經(jīng)常檢查流量計(jì)的運(yùn)行狀況,作好維護(hù)工作,發(fā)現(xiàn)問題及時排除。
1、渦輪流量計(jì)投運(yùn)前要*行儀表系數(shù)的設(shè)定,仔細(xì)檢查,確定流量計(jì)接線無誤、接地良好后方可送電。
2、定期對流量計(jì)進(jìn)行清洗、檢查和復(fù)校。設(shè)有潤滑油或清洗液注入口的流量計(jì),應(yīng)按說明書的要求定期注入潤滑油或清洗液,以維護(hù)葉輪良好運(yùn)行。
3、監(jiān)查顯示儀表狀況,評估顯示儀表讀數(shù),有異常要及時檢查。
4、保持過濾器暢通。過濾器被雜質(zhì)堵塞,可以從其入口、出口處壓力表讀數(shù)差的增大來判斷出,出現(xiàn)堵塞及時排除,否則,會嚴(yán)重降低流量。
5、對于大流量貿(mào)易結(jié)算計(jì)量,為保證流量計(jì)的精確度,流量計(jì)必須經(jīng)常校驗(yàn)?,F(xiàn)場應(yīng)配備在線校驗(yàn)設(shè)備,或配備可移動式校驗(yàn)裝置,雖然一次性投資較大,但從長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)利益考慮是值得的。
三、故障排除方法
第一、傳感器或配套的顯示儀表沒有輸出信號;
故障原因:
接線不對 葉輪卡死不轉(zhuǎn) 檢測線圈斷路或短路 前置放大器不良 前置放大器沒有電源或電源電壓太低 顯示儀表本身有故障;
排除方法:
檢查接線是否正確 檢查管道內(nèi)是否有雜物 檢修放大器 檢修放大器 檢修放大器或提高電源電壓規(guī)定要求,檢修顯示儀
第二、流量為零仍有信號輸出;
故障原因:
外界強(qiáng)電磁場干擾 管道震動引起葉輪來回擺動 管道震動引起磁鋼與線圈之間有相對運(yùn)
排除方法:
檢查屏蔽線接地是否良好或排除干擾 消除管道震動 消除管道震動
第三、指示流量與實(shí)際流量不符。
故障原因:
第二故障原因引起 前置放大器不良 空氣或蒸氣混入管道 出口壓力過低 軸承磨損 葉輪附著雜質(zhì)、贓物 配管不良 顯示儀表故障
排除方法:
消除管道震動 檢修放大器 安裝空氣分離器 增加壓力 更換軸承 清洗管道 重新配管 檢修顯示儀表
系
我
們