一种新型流量测量仪表的应用

楼主  收藏   举报     2019-06-25 08:43 回复:0 关注量:50

 流量计是测量流量的仪器,通常由主装置和副装置组成。主装置指产生流量信号的装置;副装置指接受来自主装置的信号并显示、记录、转换或传送该信号以得到流量值的设备。流量计可以指示和记录某种流体的瞬间流量值、累积流量值,在一定的时间间隔内累计流体的总量,也可以测量流体的体积或质量。流量通过体积称为体积流量,用符号Q 表示;如果管道或设备某横截处的面积为A,该处流体的平均流速为v,则有:Q= v/A。


一、流量计的工作原理及特性

       油田中常用的流量大致分为速度式流量计、容积式流量计和质量流量计。

(1)通过各种物理现象直接测量封闭管道中全管流的液体流速,并且进一步计算出流速的流量计是速度流量计。主要包括透平流量计、旋涡流量计、超声波流量计等。其特点为精度高(可达0.5 级),量程范围大,可远距离传输流量信号,并可与计算机联网,实现集中管理。

(2)使用机械测量元件连续分配流入单个体积部分的液体,以计量液体总体积的流量计被称为液体体积流量计。包括椭圆型齿轮联轴流量计、罗茨流量计、史密斯流量计等。其特征为精度可达0.2 级,粘度越低泄漏量越大,结构较复杂,制造精度要求高。

(3)用于计量流过某一横截面的流体质量或总量的称为质量流量计,石油用质量流量计为液体流量计,主要为科里奥利力式质量流量计。其特点是适应宽广的流体介质面,能够直接得到质量流量信号,还可直接测量流体的温度和密度,是一种智能化的流量测控仪表。

麦德胜流量计600.png

二、流量计的选型、安装、使用及维护

2.1 流量计的选用原则

流量计的选用主要参考流量范围(L/h)、温度(℃)、压力(MPa)、口径(mm)、黏度(mPa?s)、计量精度、腐蚀性、周围工作环境、计算器形式等。

2.2 流量计的安装

任何类型的流量计都有一定的安装要求,只有正确安装才能使流量计正常、准确地运行。流量计的安装应按产品使用说明书的要求,结合安装现场的实际情况,以最合适的方式进行。

2.3 流量计的使用与维护

只有当流量计正确使用并及时的维护时,流量计才能以规定的精度运行。

(1)使用流量计时应按照规定的流量范围、工作压力和工作温度,不得随意超出范围以确保测量精度及使用寿命。

(2)对于运行中的流量计,应按时巡检,并记录有关运行参数,如温度、湿度、压力、噪声及有无渗漏等。

(3)长时间不用的流量计应将壳内残留的流体泄放掉,根据需要涂防腐剂。

(4)对于一些国家特定的流量计量仪表,按规定按期强制标定。


三、新型流量计应用实例

       本节介绍一种新型流量测量仪表及整个测量系统的选型、安装、使用、检定、维护等完整过程。

3.1 应用背景

      在海洋石油某油气处理厂,介质名称:火炬气,流量:10~35 000 m3/h,介质温度:0~70 ℃,管道直径:10"(250mm),输出类型:4~20 mA,供电电源:220 VAC。

3.2 流量计选型

      在对此种工况条件安装,选用MADSHEN®系列高稳定、高重复性,温度、压力一体化传感器。测量介质流动差,因介质所需测量量程比大,同一台差压变送器的差压量程计量不能满足要求,所以需接两台差压变送器设置不同的差压量程,仪表能自动识别差变,保证测量。同时利用压力、温度测点做补偿,计算出流量值,直接测量出介质的标况体积流量,测量精度能够达到1.0% 级FS。该流量计采用皮托管原理,用传感器取管道内介质流动差压;安装方式采用球阀连接垂直向下插入管道,能够防止介质中的杂质、水等进入传感器影响流量计量,对直管段不足的情况下采用模拟现场管段情况下进行检定,保证测量精度。

3.3 测量系统组成及各部件功能

      本流量测量系统由一次测量原件宽量程传感器、高精度差压变送器、流量积算仪组成;作为流量测量的传感器配合差压变送器测出压力差,将差压信号转换成4~20 mA 标准电信号,引入流量计或直接将其转换为数字信号,显示差压、压力、温度、瞬时流量、累积流量等参数。

       各部件功能如下:①宽量程传感器:用来提取管道内流体流动产生的差压。通过管道直径定制,通过接口法兰连接到管道。有两个压力连接接口,与传感器连接体上标有“H”的一方为总压接口,标有“L”的一方为静压接口;②一次截止阀:安装了传感器的总压力端口和静压端口之一。安装此阀门的目的是为了在必要时隔离传感器和仪表,以便在现场进行校准。所选阀门的压力公差必须与介质的压力相当;③差压变送器:传送测得的总压与静压之差球阀填料连接装置1 套,实现在线安装;④三阀组:调节差压变送器的零点,使差压变送器的正、负压室的压力相同;⑤流量积算仪/ 计算机:配有的二次表为特质专用流量积算仪,同时具有RS485\RS232 通讯接口,4~20 mA 流量输出,信号传输到主控室,配备接线箱,箱内配有电源开关和接线端子,箱体防爆,IP44 ;⑥温度压力变送器:做温度压力补偿。

3.4 安装及注意事项

     ①选择直管段足够位置并开孔;②开孔完成后,焊接基座并在插入管道前检查传感器的插入尺寸;③填料函密封装置与球阀连接锁紧,取四个石墨环装入填料函内,将传感器插入填料函内,打开球阀,将传感器插入球阀中心至管道中心;④安装差压变送器前,应按顺序打开截止阀,再彻底清理管道内焊渣和污物;⑤连接差压变送器及连接导压管;⑥连接压力变送器,热电阻温度计等仪表信号线到流量积算仪或DCS 系统控制柜。

3.5 流量计的检定

      为了确保使用中的流量计的准确性和可靠性,必须定期进行标定和校准。一般仪表在厂家出厂前都进行了检定,并且带着检定报告。安装完成仍需要在线检定,在线验证不要求把流量计从工艺管线上拆除。在线验证可以通过设置参数来纠正系统错误,以便总量满足测量误差要求。

3.6 运行及维护

      将差压变送器24 V 直流电源输入运行。首先打开平衡阀,然后打开两个主截止阀,以确保差压变送器两个接口的压力均匀分布,并且差压变送器的膜片不会损坏,直至正常运行后,再关闭平衡阀,确保系统正常运行。检查流量仪表故障的原则是先工艺后仪表,差压式流量计出故障时,首先要检查导压管、阀门计管路附件,看有无泄漏、堵塞现象,然后再检查变送器及相关附件。

MDSGPDP100系列智能压力变送器600.jpg


四、结  论

       通过以上分析可以看出,该流量计插入到管道中心区域测量,管道中的流体流过测量杆的前端测量孔测得的压力为高压,由后部中的测量孔测得的压力为低压,并且由差压变送器测量的差压值与流量数据成正比,MADSHEN®系列传感器采用V 字型的几何斜面,开放式取压孔结构,流体再前端可以形成稳定的分离区,增加差压信号强度,极大的减少了湍流的影响,保证高准确度稳定测量,拥有1∶5100 宽广的速度量程范围。油田开采生产过程中的油、气、水不同混合状态的两项流、三相流计量,此种流量测量仪表巧妙的设计可轻松计量不同工况,在获得精确测量数据的基础上,为工业用户提供基于高精度计量的反应器测控优化解决方案,使传感器的计量特性长期稳定,大大减少用户现场维护量。