1 前言

 

    旋進旋渦氣體流量計在原油生產與儲運過程中，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，能夠滿足企業內部生產經營管理要求。

 

    2 在現場的使用情況

 

    目前在石油、石化系統，該型號流量計主要如下場合使用：

 

    （1）用于原油生產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，經過上述加熱設施產生的蒸汽和熱水，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）用于企業各二級單位間生產、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，準確度≤±1.5%。

 

    3 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，產生旋渦流，旋渦流在文丘里管中旋進，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后，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，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，最終顯示出天然氣的溫度、壓力和標準狀態下（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。

 

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圖1

 

    目前使用的TDS智能型旋進漩渦流量計，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，讀數方便。

 

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圖2

 

    （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（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、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。

 

    4 技術要求及誤差控制

 

    由于旋進漩渦流量計是一種速度式流量計，在流體通過節流斷使旋渦流動加速，會產生壓力損失，其公式如下：

 

    流量計信息網內容圖片 border=0 src="http://www.ck365.cn/skin/default/image/lazy.gif" class="lazy" original="http://www.ck365.cn/file/upload/201207/20/10/raifq42xn4o.png">  （1）

 

式中：ΔP———實際壓力損失，Pa；

    ρ———工況條件下介質密度，kg/m3；

    Q———介質流量，m3/s；

    Dn———管線公稱直徑，m。

 

    根據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50m3/h～800m3/h的旋進旋渦流量計，計量誤差≤±2%，計量數據得到交接雙方認可。

 

    （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