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旋進(jìn)旋渦流量計測量原理及結構介紹

發(fā)布時(shí)間:2023-04-21 09:55:47??點(diǎn)擊次數:1027次

旋進(jìn)旋渦流量計在原油生產(chǎn)與儲運過(guò)程中,應用較為廣泛的一種速度式流量計,由于其無(wú)可動(dòng)部件,具備溫度壓力修正功能,在惡劣的現場(chǎng)條件下能夠測量出天然氣標準流量值,具有較高的性?xún)r(jià)比,能夠滿(mǎn)足企業(yè)內部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理要求。


1 旋進(jìn)旋渦流量計結構

旋進(jìn)旋渦流量計結構緊湊,主要由殼體、旋渦發(fā)生體、傳感器(溫度、壓力、流量)、整流器和積算儀構成。

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1.旋渦發(fā)生體:用鋁合金制成,具有一定角度的螺旋葉片,它固定在殼體收縮段前部,強迫流體產(chǎn)生強烈的旋渦流。

⒉殼體:本身帶有法蘭,并有一定形狀的流體通道,根據不同的工作壓力,殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。

⒊智能流量計積算儀:由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數字通道以及微處理單元、液晶驅動(dòng)電路和其它輔助電路組成,并配有外輸信號接口。

4.溫度傳感器:以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件,在一定溫度范圍內,其電阻值與溫度成對應關(guān)系。

5.壓力傳感器:以壓阻式擴散硅橋路為敏感元件,其橋臂電阻在外界壓力作用下會(huì )發(fā)生預期變化,因此在一定激勵電流作用下,其兩個(gè)輸出端的電位差與外界壓力成正比。

6.流量傳感器:安裝在靠近殼體擴張段的喉部,可檢測出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號。

7.整流器:固定在殼體出口段,其作用是消除旋渦流,以減小對下游儀表性能的影響。


2 旋進(jìn)旋渦流量計工作原理

流量傳感器的流通剖面類(lèi)似文丘利管的型式(如圖 2)。在入口側安放一組螺旋型導流葉片,當流體進(jìn)入流量傳感器時(shí),導流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當流體進(jìn)入擴散段時(shí),旋渦流受到回流的作用,開(kāi)始作二次旋轉,形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比,不受流體物理性質(zhì)和密度的影響,檢測元件測得流體二次旋轉進(jìn)動(dòng)頻率就能在較寬的流量范圍內獲得良好的線(xiàn)性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉換為與流速成正比的脈沖信號,然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理,*后在液晶顯示屏上顯示出測量結果(瞬時(shí)流量、累積流量及溫度、壓力數據)。積算儀原理框圖如圖 3 所示。

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2.3 流量積算儀工作原理

流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成,并配有外輸出信號接口,輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補償,并動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正,氣態(tài)方程如下:

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QN——標況下的體積流量(Nm3/h);

QV——工況下的體積流量(m3/h);

Pa——當地大氣壓力(KPa);

P ——流量計取壓孔測量的表壓(KPa);

PN——標準狀態(tài)下的大氣壓力(101.325 KPa);

TN——標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K);

T ——被測流體的絕對溫度(K);

ZN——氣體在標況下的壓縮系數;

Z ——氣體在工況下的壓縮系數;

注:當用鐘罩或負壓標定時(shí)取 ZN/Z=1,對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標準 SY/T6143-1996 中的公式計算。

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