摘要：渦輪流量計(jì)重復(fù)性好、適應(yīng)性強(qiáng)、量程比寬,具有智能化顯示控制儀表,是間接測量液體的質(zhì)量流量計(jì)之一。
石油行業(yè)常常需要計(jì)量油氣水的產(chǎn)量,尤其是在目前油氣資源日益短缺,石油價(jià)格飛漲的情況下，對油氣水的計(jì)量工藝要求不斷提高,傳統(tǒng)的計(jì)量手段已不再適用油田開發(fā)新形勢的需要。LWGY系列渦輪流量傳感器經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏,安裝維護(hù)使用方便等特點(diǎn),廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Crl3及剛玉Al203硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無纖維、顆粒等雜質(zhì),工作溫度下運(yùn)動(dòng)粘度小于5×10-6m2/s的液體,對于運(yùn)動(dòng)粘度大于5×10-6m2/s的液體，可對流量計(jì)進(jìn)行實(shí)液標(biāo)定后使用。若與具有特殊功能的顯示儀表配套,還可以進(jìn)行定量控制、超量報(bào)警等,是流量計(jì)量和節(jié)能的理想儀表。
1流量計(jì)量的原理
渦輪流量計(jì)是利用置于流體中的葉輪感受流體平均速度的流量計(jì),與流量成正比的葉輪轉(zhuǎn)速通常由安裝在管道外的檢測裝置檢出,它由渦輪流量傳感器和顯示儀表組成。
流經(jīng)變送器的流體體積流量可表示為:
qv=?/k(1)
式中:qv一流經(jīng)變送器的流體體積流量,L/s;
f---電信號(hào)的頻率(它同葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率有正比關(guān)系),次/s;
h一常數(shù),亦稱儀表系數(shù),次/L。
式(1)也可改成
h=f/qv(2)
由(2)式可看出，儀表系數(shù)k是變送器輸出電信號(hào)的頻率?同流經(jīng)儀表的液體體積流量q。的比值。輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)都有儀表系數(shù)這一特征常數(shù),它能幫助了解和掌握儀表性能,同時(shí)也對流量儀表的檢定有重要意義。
2系數(shù)的確定
流量計(jì)一般安裝在分離器的油水排放管線處，通過其端口與分離器現(xiàn)場總數(shù)據(jù)傳輸控制箱連接,流體流過時(shí)沖擊渦輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),從而使數(shù)據(jù)顯示在儀表上,再由數(shù)據(jù)線傳輸給總線電纜,總線電纜通過電流的形式傳輸給數(shù)據(jù)采集軟件,軟件通過對數(shù)據(jù)分析進(jìn)行顯示。由于它受流體的密度、粘度、溫度等的影響,計(jì)量系統(tǒng)每次要進(jìn)行校驗(yàn)。
計(jì)量系統(tǒng)的校驗(yàn)分兩項(xiàng)內(nèi)容:第一是對系統(tǒng)溫度補(bǔ)償?shù)挠行赃M(jìn)行評(píng)定;第二是對系數(shù)k:的確定。
2.1系統(tǒng)溫度補(bǔ)償?shù)挠行栽u(píng)定
液體的密度ρ是溫度t的函數(shù),在--定的溫度范圍內(nèi)，可用二次多項(xiàng)式來表示,也可通過回歸法求得函數(shù)式ρ=?(t),都能得到較好的擬合效果。當(dāng)然溫度補(bǔ)償?shù)挠行匀绾危�要通過校驗(yàn)來證明，這個(gè)工作可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。
2.2系數(shù)h的確定
首先以渦輪上的系數(shù)記k'為輸人顯示控制儀表,把標(biāo)定所用的流體重量設(shè)定為C'm,啟動(dòng)流量系統(tǒng),把計(jì)量過的流體用汽車衡或磅秤稱重,其值設(shè)為Gm時(shí),流量系數(shù)k可通過下式計(jì)算，即
把k值輸人顯示儀表,再計(jì)量重量為Gm的液體,通過稱量法來校對是否超差。
確定系數(shù)k時(shí)所用的流體重量要大于1~2t,以減少其它因素對計(jì)算值的影響。當(dāng)發(fā)貨的批量較少時(shí),如幾十千克，這時(shí)的計(jì)量可能超差,這主要是由于電磁閥不能及時(shí)關(guān)閉造成的,有的顯示控制儀對此有特別的考慮。
實(shí)際上,其它輸人頻率信號(hào)的流量計(jì),如橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等都可以用(3)式確定流量系數(shù)。
3系統(tǒng)計(jì)量的不確定度
此系統(tǒng)的計(jì)量誤差來源由以下幾項(xiàng):
(1)流量系數(shù)的重復(fù)性誤差:δm=0.05%;
(2)流量顯示儀表的誤差:接受頻率信號(hào)的流量儀表,其積算精度一般可達(dá)0.1%,這里取δ2=0.1%;
(3)系數(shù)標(biāo)定時(shí)所用衡器的誤差:δ3=0.1%;
(4)由于溫度不能完全有效補(bǔ)償而引人的誤差。這個(gè)誤差通常很小,在此不予考慮。
用方和根法合成的總不確定度為:
4結(jié)論
LWGY系列渦輪流量計(jì)較適合石油行業(yè)液體的計(jì)量,它不僅安裝方便,測量正確,在安全性能技術(shù)性能、一次性投資以及長期運(yùn)行費(fèi)用上也有很大的優(yōu)勢。通過不斷改進(jìn)和完善，渦輪流量計(jì)在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)開始投人使用，尤其是在石油行業(yè)應(yīng)用更加廣泛。
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