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浅析液体涡轮流量计地面计量技术
点击次数:474 发布时间:2015-04-03

  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、2Cr13 及刚玉Al2O3、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
液体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 = f /k
式中: qv———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;
k———常数,亦称仪表系数,次/L。
式(1)也可改成k=f/qv
由(2)式可看出,仪表系数k 是变送器输出电信号的频率f 同流经仪表的液体体积流量qv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: *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,在一定的温度范围内,可用二次多项式来表示,也可通过回归法求得函数式ρ= f(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k 的确定
首先以涡轮上的系数记k' 为输入显示控制仪表,把标定所用的流体重量设定为G'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
k=k'G'm /Gm
把k 值输入显示仪表,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,其它输入频率信号的流量计,如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、液体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入的误差。这个误差通常很小,在此不予考虑。

 

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