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旋進旋渦氣體流量計的原理及技術特點
閱讀：2665 發(fā)布時間：2021-2-3
旋進旋渦氣體流量計在原油生產(chǎn)與儲運過程中，應用較為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(xiàn)場條件下能夠測量出天然氣標準流量值，具有較高的性價比，能夠滿足企業(yè)內部生產(chǎn)經(jīng)營管理要求。
目前在石油、石化系統(tǒng)，旋進旋渦流量計主要如下場合使用
(1)用于原油生產(chǎn)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(jīng)過分離的天然氣經(jīng)計量后，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(tài)的上述組分會從天然氣中呈凝析出來，在含量《15%時，計量準確度≤±5%，因此，該流量計在原油生產(chǎn)現(xiàn)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(jīng)過油氣水三相分離器處理后，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，計量準確度≤±3%。
(3)用于原油集輸站庫生產(chǎn)用鍋爐、熱水加熱爐等耗能設施的天然氣消耗計量，經(jīng)過上述加熱設施產(chǎn)生的蒸汽和熱水，作為載能工質用于原油儲運中的伴熱保溫。因天然氣較為純凈，計量準確度≤±2%。
(4)用于企業(yè)各二級單位間生產(chǎn)、生活天然氣的內部交接計量。如生活區(qū)居民用氣，供熱站燃料計量等，準確度≤±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(fā)生體的作用下，產(chǎn)生旋渦流，旋渦流在文丘里管中旋進，到達收縮段突然節(jié)流，使旋渦加速；當旋渦流突然進入擴散段后，由于壓力的變化，使旋渦流逆著前進方向運動；在進動區(qū)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，并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、壓力信號一并送入流量計算機中處理，終顯示出天然氣的溫度、壓力和標準狀態(tài)下(20℃、101.325kPa)的體積流量等參數(shù)。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≥1：15，電路采用表面貼裝工藝、結構緊湊。大屏幕LCD顯示標準體積流量、標準體積總量、溫度、壓力和電池容量，顯示清晰直觀，讀數(shù)方便。
(2)采用微功耗高技術，內、外電源均供電，內電池可連續(xù)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(xiàn)代濾波技術，軟件功能強大，性能*；具有485通訊和(4～20)mA模擬及脈沖信號輸出，方便集中控制和自動化管理。
(4)采用*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干擾，計量準確可靠。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，直接計量氣體在標準狀態(tài)下的體積流量和總量。
(5)無機械可動部件，穩(wěn)定性好，維修量少，直管段要求低(前≥5DN、后≥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(tài)干擾元件(如壓縮機、分離器、調壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)影響，測量介質盡量保證為純凈的單相流體。
技術要求及誤差控制
根據(jù)目前油田大都使用口徑≤DN100以下流量計實際，ΔP平均為工作壓力的15%，是一種非節(jié)能型儀表，同時，在使用中要避免下述問題的出現(xiàn)。(1)測量介質盡量保證為單一牛頓體，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(jù)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為DN100，而天然氣實際流量為30m3/h，該流量處于DN100旋進旋渦流量計50m3/h～800m3/h額定量程的下限，使計量誤差》5%，超過了天然氣供、用戶交接準確度≤±2%范圍。為此，設計部門按規(guī)范改變了測量管段內徑，重新安裝了一臺DN50口徑，額定量程為10m3/h～150m3/h的旋進旋渦流量計，計量誤差≤±2%，計量數(shù)據(jù)得到交接雙方認可。
(3)要避免因壓力傳感器的量程選擇，和溫度、壓力傳感器誤差變化產(chǎn)生的計量誤差，由于目前使用的智能旋進旋渦流量計的壓力傳感器量程為2.0MPa，在氣體實際測量壓力≤0.3MPa時，會使標準狀態(tài)下的天然氣計量誤差增大。同時，由于油田使用的智能旋進旋渦流量計，大部分用于非貿易計量交接，流量計未能按期檢定，導致壓力、溫度傳感器產(chǎn)生零點飄移，造成天然氣計量誤差增大，因此必須對流量計按期進行檢定與校對。