流量計在石油工業(yè)生產(chǎn)中的選型與應用
流量計是石油工業(yè)中測量流量的重要儀表之一, 本文簡述了幾種常見的流量計的測量原理,及其應用特點,分析了流量計的選型與應用原則。
石油工業(yè)流量計選型具有很強的技術性和實用性。 首先必須了解清楚被測量對象的工況條件、物理化學性質、測量范圍等;其次要掌握各種流量計的工作原理,以及它們的適用場合、使用條件和所具有的特性品質等。
1.簡述幾種流量計原理及應用特點
根據(jù)流量計的不同測量原理和石油工業(yè)實際生產(chǎn)需要來選取合理的流量計。
1. 1差壓式流量計
差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。是系列化、通用化及標準化程度很高的規(guī)格龐雜的一大類型儀表。
差壓式流量計特點是結構牢固、 性能穩(wěn)定可靠、 使用壽命長、應用范圍廣泛,但測量精度普遍偏低,范圍度窄,現(xiàn)場安裝條件要求高,壓損大。差壓式流量計廣泛應用于封閉管道的流量測量中的各種對象。
1. 2容積式流量計
容積式流量計,在流量儀表中是精度***高的一類。它利用機械
測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分,根據(jù)測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。
容積式流量計特點是計量精度高,安裝管道條件對計量精度沒有影響,可用于高粘度液體的測量,測量范圍寬,其中直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計、總量,清晰明了,操作簡便。但是它的體積龐大,被測介質種類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性較大,不適用于高、低溫場合,大部分儀表只適用于潔凈單相流體,會產(chǎn)生噪聲及振動。
1. 3浮子流量計
浮子流量計是利用流體的動力作用, 使浮子在垂直安裝的錐形
管中隨著流量變化而自由升降, 浮子的位移量與流量的大小成比例,因此, 浮子的實際位置指示著一定的流量。
浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍***寬廣的一類流量
計,使用于復雜、惡劣環(huán)境及各種介質條件的工藝流程或測量過程。特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
1. 4渦輪流量計
渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉
子(渦輪)感受流體平均流速,從而推導出流量或總量的儀表。
渦輪流量計特點是結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、
流通能力大和可適應高溫、高壓和低溫等高參數(shù)。但是它不能長期保持校準特性,流體物性對流量特性有較大影響。 渦輪流量計在石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體等方面廣泛應用。
1. 5 電磁流量計
電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電性
液體的儀表。流體通過一個磁場流動時,與磁場發(fā)生交互作用產(chǎn)生電荷,通過測量此電荷可以判定流速。
電磁流量計特點是測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用于
測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等,不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失,節(jié)能效果好,所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響,流量范圍大,口徑范圍寬,可應用腐蝕性流體。但是它不能測量電導率很低的液體,如石油制品,不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體,不能用于較高溫度。
1. 6渦街流量計
渦街流量計是基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計。
即在流動的流體中放置一個非流線型的對稱形狀的物體,就會在其下流兩側產(chǎn)生兩列有規(guī)律的漩渦即卡門渦街, 其漩渦頻率正比于來流速度。
渦街流量計的特點是結構簡單牢固,安裝方便,維護費較低,
應用范圍廣泛,可適用液體、氣體和蒸氣,精度較高,范圍度寬,壓損小,無可動部件,可靠性高。但是它不適用于低雷諾數(shù)測量,安裝時需較長直管段。
1. 7超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束的作用以測量流量的儀表。超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬于無阻礙流量計。是適合解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點。
1. 8科里奧利質量流量計
科里奧利質量流量計利用科里奧利效應測量通過元件移動的質量數(shù)量。
2流量計的選型
石油工業(yè)用流量計的選型對它能否成功使用往往起著很重要的
作用。 流量計的選型主要需了解儀表性能和被測對象的情況兩方面。2.1選型原則
1)儀表性能:準確度、重復性、線性度、范圍度、流量范圍、
信號輸出特性、響應時間、壓力損失等。
2)流體特性方面:流體、溫度、壓力、密度、粘度、化學腐蝕、
磨蝕性、結垢、堵塞、混相、相變、電導率、聲速、導熱系數(shù)、比熱容,等熵指數(shù)。
3)安裝條件 :管道布置方向,流動方向,檢測件上下游側直管段長度、管道口徑、維修空間、電源、接地、輔助設備、安裝、脈動等。
4)環(huán)境條件 :環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆、管道振動等。
5)經(jīng)濟因素 :儀表購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀表使用壽命、備品備件等。
2.2 選型步驟
1)依據(jù)流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型。
2)對初選類型進行資料及價格信息的收集,為深入的分析比較準備條件。
3)采用淘汰法逐步集中到 1 ~ 2 種類型,對五個方面因素要反復比較分析***終確定預選目標號。
4)當確定好流量計的類型后,進行流量計的設計計算 :按照產(chǎn)品說明書提供的流量計參數(shù),結合實際生產(chǎn)中給出的工藝條件,準確計算出所需流量計的管徑,在流量方程中物性參數(shù)是主要參數(shù)之一,要使設計計算準確可靠,基本數(shù)據(jù)的提供是不可缺少的。
3 .結束語
沒有一種流量計是對于任何場合都適用的,每種流量計都有其適用范圍,又都有局限性。石油工業(yè)在選擇儀表時,一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況,并要兼顧考慮其它因素,這樣測量才會準確。