引言

     近年來(lái)適用于不同介質(zhì)及工況條件的新型計(jì)量?jī)x表相繼問(wèn)世，智能型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)即為其中之一。它是近年來(lái)開發(fā)并投放市場(chǎng)的一種速度式流量?jī)x表，可適用于石油、蒸汽、天然氣、水等多種介質(zhì)的流量測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)了壓力、溫度及壓縮系數(shù)等動(dòng)態(tài)參數(shù)的在線自動(dòng)補(bǔ)償[1]。    

    1 結(jié)構(gòu)和工作原理

    1.1 結(jié)構(gòu)

    旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要由流量傳感器（流量計(jì)殼體、旋渦發(fā)生體、壓電傳感器、除旋整流器）、智能流量積算儀、壓力變送器、溫度變送器等組成。（見(jiàn)圖1）。

    1.2 工作原理

    如圖2所示，流量傳感器殼體剖面的型線類似文丘利管的型線，兩頭較大，中間略小。入口側(cè)的收縮段內(nèi)有一組強(qiáng)制產(chǎn)生旋渦流的導(dǎo)流葉片，出口側(cè)有一個(gè)消除旋渦流的整流柵，使流體恢復(fù)軸向流動(dòng)。當(dāng)流體流入流量傳感器時(shí)，入口的導(dǎo)流葉片迫使軸向流動(dòng)的流體旋轉(zhuǎn)，并在收縮段內(nèi)由于流體的加速流動(dòng)使旋轉(zhuǎn)流的中心產(chǎn)生旋渦流，這時(shí)，隨著管截面的縮小，旋渦流集中在中心軸上，當(dāng)旋渦流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)，由于流速減慢，旋轉(zhuǎn)流體受到回流的作用，開始二次旋轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖2），旋渦流出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)（在這一點(diǎn)上流體的軸向速度分量為零），形成渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，故稱旋進(jìn)旋渦[2]。

    流體的二次旋轉(zhuǎn)頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)的影響，而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度（見(jiàn)圖3）。該流量計(jì)采用壓電傳感器作為檢測(cè)元件，將測(cè)得的流體二次旋轉(zhuǎn)率經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形成與流速成正比的脈沖信號(hào)，傳輸給流量積算儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[3]。

    2 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)測(cè)量天然氣的技術(shù)要求

    2.1 對(duì)氣流條件的要求

    （1）被測(cè)氣體應(yīng)為單相的、連續(xù)地流經(jīng)管道的圓管流。

    （2）氣體流經(jīng)流量計(jì)之前，其流速必須與管道軸線平行，不得有旋渦流。

    （3）氣流應(yīng)是亞音速、非脈動(dòng)的，其流量隨時(shí)間變化比較緩慢。

    2.2 對(duì)流量計(jì)的安裝要求

    該種儀表對(duì)工藝安裝及使用環(huán)境沒(méi)有太多的特殊要求，但任何一類流量測(cè)量?jī)x表都有這樣一種共性，即盡可能避免振動(dòng)及高溫環(huán)境隨離流態(tài)干擾元件（如壓縮機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等）、保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直、保證被測(cè)介質(zhì)為潔凈的單相流體等[4]。

    3 流量計(jì)安裝使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)

    旋進(jìn)旋渦流量計(jì)無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，體積小，耐腐蝕，性能穩(wěn)定；可直接顯示介質(zhì)的工作壓力、溫度、流量以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量；量程范圍寬，計(jì)量誤差小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于油氣井的生產(chǎn)計(jì)量和天然氣的銷售計(jì)量中。在多年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，我們認(rèn)為該流量計(jì)于較為干凈的干氣計(jì)量，漸成為中小用氣計(jì)量的計(jì)量?jī)x表。要保證旋進(jìn)旋渦流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確，減少計(jì)量誤差，請(qǐng)注意：

    3.1 選型合理

    勿使實(shí)際zui小流量QVmin低于所選通徑流量計(jì)流量范圍下限。

    3.2 安裝正確

    流量計(jì)上游的應(yīng)有至少10D長(zhǎng)度的計(jì)量直管段。直管段內(nèi)壁應(yīng)光滑、更不能有臺(tái)階，磨平連接法蘭的焊縫，法蘭墊片不能突入管道內(nèi)。更不能把流量計(jì)的安裝方向裝反了。試驗(yàn)證明：一切不合理的安裝，都將導(dǎo)致流量計(jì)計(jì)量值偏低。

    3.3 遠(yuǎn)離震蕩源，或在流量計(jì)上、下游安裝支墩，以避免管線震動(dòng)的影響。避免強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)流量計(jì)芯片的干擾。

    3.4 氣質(zhì)相對(duì)干凈

    尤其不能出現(xiàn)液氣兩相流；氣質(zhì)較臟時(shí)，應(yīng)即時(shí)清洗流量計(jì)。

    3.5 減少氣流脈動(dòng)的影響

    可在流量計(jì)前安裝緩沖罐，或者加長(zhǎng)流量計(jì)上游的計(jì)量直管段長(zhǎng)度。

    3.6 及時(shí)對(duì)流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量檢定，確保量值準(zhǔn)確可靠。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    由于投放市場(chǎng)的時(shí)間較短，儀表的可靠性和穩(wěn)定性還有待于各種復(fù)雜工況的檢驗(yàn)；測(cè)量精度對(duì)流態(tài)及介質(zhì)臟污的敏感程度還有待于實(shí)驗(yàn)研究；現(xiàn)場(chǎng)檢定方法還有待于進(jìn)一步探索等。從這個(gè)意義上講，該儀表目前還主要適用于那些不太重要的計(jì)量場(chǎng)合，比如，中小流量及內(nèi)部交接計(jì)量。

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