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污水流量计显示示值问题
点击次数:527 发布时间:2014-09-15

现象
  油田三相分离器水相出口管装有控制阀,以控制油水分界面。装有污水流量计,用以测量水相流量。控制流程如图4.20所示。

    在图中,如果用V2控制界面,流量显示值为11m3/h;如果改用V1控制界面,污水流量计示值升高50%,污水温度为39℃。
分析问题
      (1)用V2阀控制时流量测量正常
      从图4.20所示的流程可见,控制阀两端压差较大。在用阀V2控制界面时,V1全开,流过污水流量计的污水中所溶解的气体不会释放出来,因为流量计测量管内的压力应为0.24MPa,比三相分离器内气液分界面处的压力要高一些。
    在三相分离器内,污水中所溶解的气体应该已达饱和程度,因为油、水、气三相在从油井中抽出时就已充分接触。而从三相分离器流出时,由于污水出口位于三相分离器底部,与气液分界面之间存在一个高度差,这个高度差就是污水出口压力比气相压力高的原因。用公式表示则为

式中dp—高度差引起的压力差,Pa;
    ho—油层高度,m;
    ρO—油层密度,kg/m3 ;
    hw,—水层(直至水平管)高度,m;
    ρw—水层密度,kg/ml;
      g—重力加速度,m/s2。
    随着压力的升高,污水中溶解的气体进入欠饱和状态,所以气体不会释放出来。
    (2)用V1阀控制时流是示值偏高
    当用V1阀控制界面,V2阀开足时,V1后面管内液体压力降低到0.1MPa。由于压力比气液分界面处低得多,所以溶解在污水内的气体被释放,气液混合物体积陡增,其中一部
分还有可能停留在污水流量计测量管圆形截面的上部,使实际流通截面积减小,导致流量示值大幅偏高。
    (3)液体中溶解的气体数且同压力温度的关系
    空气溶解于液体的量与压力成正比,如冷水中当压力为1×105Pa时约溶解2%空气(在标准状态下),压力为2×105 Pa则溶解4%,温度升高时溶解度减小。在碳氢化合物中空气的溶解度要大得多,如压力为1×105Pa时,润滑油中约溶解8%空气,在煤油中为12%,在汽油中为16%,并且这个数值当温度升高时不会减少很多。溶解的空气当压力突然降至大气压时要释放出来,形成气泡,显著地影响测量度。这个问题在油品的计量中是一个严重的问题,必须设法解决以减少测量误差。
    生活中也不乏溶解在液体中的气体被释放出来的例子。啤酒从冰箱里取出,往往看不出液体内溶解有气体,但啤酒瓶在餐桌上放置一段时间后,就可发现玻璃瓶内壁附着有很多气泡,这些气泡是因液体温度升高而被释放出来的。将瓶盖打开时有大量泡沫涌出,这是因为压力突然降低,溶解在液体中的气体被均匀释放,夹带着液体一起滋出所致。二氧化碳气体在啤酒中的溶解度要比空气的溶解度大若干倍,所以啤酒瓶中溢出的泡沫数量可观。
    在本实例中,溶解在污水中的气体可能很大一部分是二氧化碳,因为二氧化碳容易溶解在水中。否则,突然减压后流量计示值不会偏高那么多。

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