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浅析涡轮流量计地面计量技术
发布时间:2020-9-17 08:34:17

摘要:涡轮流量计重复性好、适应性强、量程比宽,具有智能化显示控制仪表,是间接测量液体的质量流量首选方案之一。
  石油行业常常需要计量油气水的产量,尤其是在目前油气资源日益短缺,石油价格飞涨的情况下,对油气水的计量工艺要求不断提高,传统的计量手段已不再适用油田开发新形势的需要。LWGY系列涡轮流量传感器吸取了国内外流量仪表先进技术,经过优化设计,具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点,广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Crl3及刚玉Al203硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质,工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体,对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体,可对流量计进行实液标定后使用。若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等,是流量计量和节能的理想仪表。
1流量计量的原理
  涡轮流量计是利用置于流体中的叶轮感受流体平均速度的流量计,与流量成正比的叶轮转速通常由安装在管道外的检测装置检出,它由涡轮流量传感器和显示仪表组成。
流经变送器的流体体积流量可表示为:
qv=?/k(1)
式中:qv一流经变送器的流体体积流量,L/s;
f---电信号的频率(它同叶轮转动频率有正比关系),次/s;
h一常数,亦称仪表系数,次/L。
式(1)也可改成
h=f/qv(2)
  由(2)式可看出,仪表系数k是变送器输出电信号的频率?同流经仪表的液体体积流量q。的比值。输出频率信号的流量计都有仪表系数这一特征常数,它能帮助了解和掌握仪表性能,同时也对流量仪表的检定有重要意义。
2系数的确定
  流量计一般安装在分离器的油水排放管线处,通过其端口与分离器现场总数据传输控制箱连接,流体流过时冲击涡轮产生旋转,从而使数据显示在仪表上,再由数据线传输给总线电缆,总线电缆通过电流的形式传输给数据采集软件,软件通过对数据分析进行显示。由于它受流体的密度、粘度、温度等的影响,计量系统每次要进行校验。
计量系统的校验分两项内容:第一是对系统温度补偿的有效性进行评定;第二是对系数k:的确定。
2.1系统温度补偿的有效性评定
  液体的密度ρ是温度t的函数,在--定的温度范围内,可用二次多项式来表示,也可通过回归法求得函数式ρ=?(t),都能得到较好的拟合效果。当然温度补偿的有效性如何,还要通过校验来证明,这个工作可以在实验室内进行。
2.2系数h的确定
  首先以涡轮上的系数记k'为输人显示控制仪表,把标定所用的流体重量设定为C'm,启动流量系统,把计量过的流体用汽车衡或磅秤称重,其值设为Gm时,流量系数k可通过下式计算,即

把k值输人显示仪表,再计量重量为Gm的液体,通过称量法来校对是否超差。
  确定系数k时所用的流体重量要大于1~2t,以减少其它因素对计算值的影响。当发货的批量较少时,如几十千克,这时的计量可能超差,这主要是由于电磁阀不能及时关闭造成的,有的显示控制仪对此有特别的考虑。
  实际上,其它输人频率信号的流量计,如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、涡轮流量计等都可以用(3)式确定流量系数。
3系统计量的不确定度
此系统的计量误差来源由以下几项:
(1)流量系数的重复性误差:δm=0.05%;
(2)流量显示仪表的误差:接受频率信号的流量仪表,其积算精度一般可达0.1%,这里取δ2=0.1%;
(3)系数标定时所用衡器的误差:δ3=0.1%;
(4)由于温度不能完全有效补偿而引人的误差。这个误差通常很小,在此不予考虑。
用方和根法合成的总不确定度为:

4结论
  LWGY系列涡轮流量计较适合石油行业液体的计量,它不仅安装方便,测量准确,在安全性能技术性能、一次性投资以及长期运行费用上也有很大的优势。通过不断改进和完善,涡轮流量计在各个领域已经开始投人使用,尤其是在石油行业应用更加广泛。

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