金湖横川仪器仪表成套厂

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旋进旋涡流量计在石油行业的运用
点击次数:979 发布时间:2013-03-15

介绍了旋进旋涡气体流量计在石油石化企业的使用范围,流量计的工作原理、特点、安装维护要求。对流量计的压力损失、使用场所和误差原因进行了分析,并结合油田现场实际,对旋进旋涡气体流量计的选型,和使用过程中的检定(校对)及现场工艺技术要求进行阐述。

    1 前言

    旋进旋涡气体流量计在原油生产与储运过程中,应用较为广泛的一种速度式流量计,由于其无可动部件,具备温度压力修正功能,在恶劣的现场条件下能够测量出天然气标准流量值,具有较高的性价比,能够满足企业内部生产经营管理要求。

    2 在现场的使用情况

    目前在石油、石化系统,该型号流量计主要如下场合使用:

    (1)用于原油生产过程中的伴生气计量,主要安装于油液分离器的上部的天然气出口部位,经过分离的天然气经计量后,又混入集输管线,输往中转站。由于伴生气中含有一定量的轻烃、二氧化碳、水等介质,随着温度、压力的变化,呈饱和状态的上述组分会从天然气中呈凝析出来,在含量<15%时,计量准确度≤±5%,因此,该流量计在原油生产现场的应用较多,占气体流量计的95%

    (2)用于原油中转、集输站库经过油气水三相分离器处理后,天然气储运计量。在天然气轻烃、二氧化碳、水等介质含量<5%情况下,计量准确度≤±3%

    (3)用于原油集输站库生产用锅炉、热水加热炉等耗能设施的天然气消耗计量,经过上述加热设施产生的蒸汽和热水,作为载能工质用于原油储运中的伴热保温。因天然气较为纯净,计量准确度≤±2%

    (4)用于企业各二级单位间生产、生活天然气的内部交接计量。如生活区居民用气,供热站燃料计量等,准确度≤±1.5%

    3 原理及技术特点

    旋进旋涡流量计的测量原理:进入流量计的气体在旋涡发生体的作用下,产生旋涡流,旋涡流在文丘里管中旋进,到达收缩段突然节流,使旋涡加速;当旋涡流突然进入扩散段后,由于压力的变化,使旋涡流逆着前进方向运动;在进动区域内该信号频率与流量大小成正比,通过流量传感器器检测出这一频率信号,并与固定在流量计壳体上的温度传感器和压力传感器检测出的温度、压力信号一并送入流量计算机中处理,zui终显示出天然气的温度、压力和标准状态下(20℃101.325kPa)的体积流量等参数。适合于管道煤气、天然气、LNG压缩天然气、过热蒸汽等高流速、低密度流体计量。

技术要求及误差控制

    由于旋进漩涡流量计是一种速度式流量计,在流体通过节流断使旋涡流动加速,会产生压力损失,其公式如下:

    式中:ΔP———实际压力损失,Pa
    ρ———工况条件下介质密度,kg/m3
    Q———介质流量,m3/s
    Dn———管线公称直径,m

    根据目前油田大都使用口径≤DN100以下流量计实际,ΔP平均为工作压力的15%,是一种非节能型仪表,同时,在使用中要避免下述问题的出现。

    (1)测量介质尽量保证为单一牛顿体,如果原油及微量颗粒杂质较多,应在流量计之前安装分离、过滤器,否则会造成测量值大于实际值。

    (2)流量计的选用应该根据介质的实际流量,而非安装管线的直径,这一点非常重要,如江苏油田某一测量点管径为DN100,而天然气实际流量为30m3/h,该流量处于DN100旋进旋涡流量计50m3/h800m3/h额定量程的下限,使计量误差>5%,超过了天然气供、用户交接准确度≤±2%范围。为此,设计部门按规范改变了测量管段内径,重新安装了一台DN50口径,额定量程为50m3/h800m3/h旋进旋涡流量计,计量误差≤±2%,计量数据得到交接双方认可。

    (3)要避免因压力传感器的量程选择,和温度、压力传感器误差变化产生的计量误差,由于目前使用的智能旋进旋涡流量计的压力传感器量程为2.0MPa,在气体实际测量压力≤0.3MPa时,会使标准状态下的天然气计量误差增大。同时,由于油田使用的智能旋进旋涡流量计,大部分用于非贸易计量交接,流量计未能按期检定,导致压力、温度传感器产生零点飘移,造成天然气计量误差增大,因此必须对流量计按期进行检定与校对。

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