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旋进漩涡气体流量计原理|使用维护方法

时间:2017/09/09来源:未知

   旋进旋涡气体流量计在原油生产与储运过程中,应用较为广泛的一种速度式流量计,由于其无可动部件,具备温度压力修正功能,在恶劣的现场条件下能够测量出天然气标准流量值,具有较高的性价比,能够满足企业内部生产经营管理要求。

旋进漩涡气体流量计

    2 在现场的使用情况

    目前在石油、石化系统,该型号流量计主要如下场合使用:

    (1)用于原油生产过程中的伴生气计量,主要安装于油液分离器的上部的天然气出口部位,经过分离的天然气经计量后,又混入集输管线,输往中转站。由于伴生气中含有一定量的轻烃、二氧化碳、水等介质,随着温度、压力的变化,呈饱和状态的上述组分会从天然气中呈凝析出来,在含量<15%时,计量准确度≤±5%,因此,该流量计在原油生产现场的应用较多,占气体流量计的95%。

    (2)用于原油中转、集输站库经过油气水三相分离器处理后,天然气储运计量。在天然气轻烃、二氧化碳、水等介质含量<5%情况下,计量准确度≤±3%。

    (3)用于原油集输站库生产用锅炉、热水加热炉等耗能设施的天然气消耗计量,经过上述加热设施产生的蒸汽和热水,作为载能工质用于原油储运中的伴热保温。因天然气较为纯净,计量准确度≤±2%。

    (4)用于企业各二级单位间生产、生活天然气的内部交接计量。如生活区居民用气,供热站燃料计量等,准确度≤±1.5%。

    3 原理及技术特点

    旋进旋涡流量计的测量原理:进入流量计的气体在旋涡发生体的作用下,产生旋涡流,旋涡流在文丘里管中旋进,到达收缩段突然节流,使旋涡加速;当旋涡流突然进入扩散段后,由于压力的变化,使旋涡流逆着前进方向运动;在进动区域内该信号频率与流量大小成正比,通过流量传感器的压电传感器检测出这一频率信号,并与固定在流量计壳体上的温度传感器和压力传感器检测出的温度、压力信号一并送入流量计算机中处理,***终显示出天然气的温度、压力和标准状态下(20℃、101.325kPa)的体积流量等参数。适合于管道煤气、天然气、LNG压缩天然气、过热蒸汽等高流速、低密度流体计量。

流量计信息网内容图片

图1

    目前使用的TDS智能型旋进漩涡流量计,主要有如下特点:

    (1)量程比≥1:15,电路采用表面贴装工艺、结构紧凑。大屏幕LCD显示标准体积流量、标准体积总量、温度、压力和电池容量,显示清晰直观,读数方便。

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图2

    (2)采用微功耗高技术,内、外电源均供电,内电池可连续使用五年,整机功耗低,具有防爆功能,能够在油气集输站库内使用。

    (3)采用高性能微处理器和现代滤波技术,App功能强大,性能优越;具有485通讯和(4~20)mA模拟及脉冲信号输出,方便集中控制和自动化管理。

    (4)采用独特的双传感器和电路处理技术,有效地解决了压力波动和机械振动对该类型流量计的干扰,计量准确可靠。集温度、压力、流量传感器和流量计算机于一体,可对被测气体温度、压力和压缩因子自动跟踪修正,直接计量气体在标准状态下的体积流量和总量。

    (5)无机械可动部件,稳定性好,维修量少,直管段要求低(前≥5DN、后≥3DN)。

    (6)在使用与维护符合安装技术要求情况下,基本上不用维护,因此流量计应尽量避免振动、强磁场及随离流态干扰元件(如压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等)影响,测量介质尽量保证为纯净的单相流体。

    4 技术要求及误差控制

    由于旋进漩涡流量计是一种速度式流量计,在流体通过节流断使旋涡流动加速,会产生压力损失,其公式如下:

    流量计信息网内容图片  (1)

式中:ΔP———实际压力损失,Pa;
    ρ———工况条件下介质密度,kg/m3;
    Q———介质流量,m3/s;
    Dn———管线公称直径,m。

    根据目前油田大都使用口径≤DN100以下流量计实际,ΔP平均为工作压力的15%,是一种非节能型仪表,同时,在使用中要避免下述问题的出现。

    (1)测量介质尽量保证为单一牛顿体,如果原油及微量颗粒杂质较多,应在流量计之前安装分离、过滤器,否则会造成测量值大于实际值。

    (2)流量计的选用应该根据介质的实际流量,而非安装管线的直径,这一点非常重要,如江苏油田某一测量点管径为DN100,而天然气实际流量为30m3/h,该流量处于DN100旋进旋涡流量计50m3/h~800m3/h额定量程的下限,使计量误差>5%,超过了天然气供、用户交接准确度≤±2%范围。为此,设计部门按规范改变了测量管段内径,重新安装了一台DN50口径,额定量程为50m3/h~800m3/h的旋进旋涡流量计,计量误差≤±2%,计量数据得到交接双方认可。

    (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进旋涡流量计的压力传感器量程为2.0MPa,在气体实际测量压力≤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进旋涡流量计,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。

 

一、 旋进漩涡气体流量计的原理:

  当沿着轴向的流体流量传感器入品时,在漩涡发生体的作用下,被强制围绕中心线旋转,产生漩涡流,漩涡流在文丘利管中旋进,到达收缩段突然节流后,使漩涡流加速,当通过扩散段时,漩涡中心沿一锥形螺旋线进动。此时,漩涡中心通过检测点的进动频率与流体的流速成正比。由压电传感器检测到的漩涡流进动频率信号经放大、滤波、整形后转换成流量值进行就地显示或信号选择。
二、 旋进漩涡气体流量计的特点:

 1、 电路采用表面贴装工艺、结构紧凑、可靠性高
 2、 采用微功耗高新技术,凭内、外电源均可工作,整机功耗低;
 3、 采用高性能微处理器和现代滤波技术,App功能强大,性能优越;
 4、 无机械可动部件、稳定性好、不易腐蚀、无需机械维修;
 5、 前后直管段要求低,前≥3DN,后≥1DN;
 6、 采用高对比度的液晶显示器,可显示累积流量和瞬时流量,读数方便,清晰直观;
 7、 仪表具有密码设置功能,防止非法作弊设定;
 8、 仪表具有停电数据保存功能;
 9、 新地显示流量值,并带有脉冲信号和(4~20)mA标准模拟信号远传输出,便于和二次仪表连接。

三、旋进漩涡气体流量计的技术性能指标

 

型号规格

公称通径DN(mm)

正流量范围(m3/h)

工作压力等级(MPa)

Qmax对应的频率(Hz)

备注

LUXB-20

20

1.5~15

1.6;2.5;4.0

1875

1、  工作压力≤1.6MPa为铝金外壳;≤4.0Mpa为然铸钢或不锈钢外壳;>4.0Mpa为特殊规格,请在订货时注明;

2、  仪表准确度为1级和1.5级;

3、  未特殊注明均按1.5级出厂。

LUXB-25

25

2.5~25

1.6;2.5;4.0

1250

LUXB-32

32

4~45

1.6;2.5;4.0

1125

LUXB-50

50

8~100

1.6;2.5;4.0

585

LUXB-80

80

22~340

1.6;2.5;4.0

445

LUXB-100

100

50~750

1.6;2.5;4.0

525

LUXB-150

150

150~2250

1.6;2.5;4.0

410

LUXZ-200

80

340~3600

1.6;2.5;4.0

265

 

注:随着压力的增大流量范围也随之扩大。

2、工作电源

  内电源:3V锂电池,功耗≤0.3mW,可使用两年;

  外电源:24VDC±15%,功耗≤1W。

3、输出信号

   脉冲信号:三线制脉冲信号输出,传输距离≤200m;

   (4~20)mA标准模拟信号:线性对于(0~Qmax)m3/h流量范围的模拟信号,传输距离 ≤1500m,接管方式为两线制或三线制。

   RS485通讯接口信号,直接与上位机联网,可远传仪表相关参数及实时数据等。同时与专用MODEM可带8台流量计。

4、防爆等级:Ex DⅡBT4

五、旋进漩涡气体流量计的使用条件

环境温度:-30摄氏度~ 55摄氏度

相对温度:5%~95%

介质温度:-30摄氏度~ 80摄氏度

大气压力:86kPa~106kPa;

 

  旋进旋涡气体流量计采用**新微处理技术,具有功能强、流量范围宽、操作维修简单,安装使用方便等优点,主要技术指标达到国外同类产品。HJ-LUXQ旋进旋涡气体流量计广泛应用于石油、化工、电力、冶金煤炭等行业各种气体计量。
    旋进旋涡气体流量计组成结构:
    1.旋涡发生体
    用铝合金制成,具有一定角度的螺旋叶片,它固定在壳体收缩段前部,强迫流体产生强烈的漩涡流。
    2.壳体
    本身带有法兰,并有一定形状的流体通道,根据不同的工作压力,壳体材料可采用铸铝合金或不锈钢。
    3.智能流量计积算仪、
    由温度、压力检测模拟通道、流量检测数字通道以及微处理单元、液晶驱动电路和其它辅助电路组成,并配有外输信号接口。
    4.温度传感器
    以Pt100铂电阻为温度敏感元件,在一定温度范围内,其电阻值与温度成对应关系。
    5.压力传感器
    以压阻式扩散硅桥路为敏感元件,其桥臂电阻在外界压力作用下会发生预期变化,因此在一定激励电流作用下,其两个输出端的电位差与外界压力成正比。
    6.压电晶体传感器
    安装在靠近壳体扩张段的喉部,可检测出漩涡进动的频率信号。
    7.消旋器
    固定在壳体出口段,其作用是消除旋涡流,以减小对下游仪表性能的影响。

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