摘(zhai)要：智能型旋進旋(xuan)渦流量計 是大慶(qìng)油田常用的計量(liang)流量的儀表。通過(guo)對流量計檢定過(guo)程中産生的誤差(chà)原因及使用過程(chéng)中出現的⛱️誤差進(jìn)行分析，提出在油(yóu)田計量天然氣離(li)線檢定過程中的(de)離線檢定和校驗(yan)方法，使其誤差降(jiàng)到最小，達到準确(què)計🌈量的目的。
　　在油(you)田伴生天然氣或(huo)幹氣流量計量中(zhong)，如果計量工藝在(zài)計量天然氣瞬時(shi)流量較小或流量(liàng)波動幅度較大的(de)🚩情況下，即選擇傳(chuan)統的 孔闆流量計(jì) 測量就會違背或(huo)不符合石油天然(rán)氣SY/T6143--2004标準。例如:标🔴準(zhun)中要求🔴“管道内的(de)流量應該不随時(shí)間變化或實際，上(shang)隻随時間有微小(xiao)的變化”，對于采用(yong)法蘭取壓的孔闆(pǎn)流量計又要求🔴“ReD≥12603'D”(Re爲(wei)雷諾數;β爲管道上(shang)孔闆流量計的直(zhí)徑比;D爲管道内徑(jing))。一旦不符合這些(xiē)條件🔞，孔闆流量計(jì)測量準确性就會(huì)受到很大影響"。
　　智(zhì)能型旋進旋渦流(liú)量計(以下簡稱流(liu)量計)是被廣泛💔運(yun)用在👄油田計量天(tiān)然氣工藝過程中(zhōng)的速度式流量檢(jian)測儀表，尤其是當(dāng)✍️工藝管徑小于或(huò)等于DN150mm時。流量計采(cǎi)用微功耗高新技(ji)術🧡和先進的微機(jī)技術，憑借結構緊(jǐn)湊、功能強以及和(hé)成套孔闆裝置比(bǐ)成本更加低等優(yōu)點，可廣泛适用于(yú)天然氣、水、石油等(děng)🔴多類介質的流量(liàng)檢測，并實現了溫(wēn)度、壓力和壓縮🈲系(xi)數等動态參數的(de)在線自動補償。據(jù)此補償獲得了在(zai)離線檢定過程👣中(zhōng)壓力、溫度拟合動(dòng)🌈态參數變化的檢(jiǎn)定❓方法，經檢索此(ci)方法🌈首次用于油(you)田計量天然氣離(li)線檢定中。着重對(duì)流量計在現場應(ying)用、離線檢定和校(xiao)驗等要素進行簡(jiǎn)要分析,并提出改(gai)進建議和建立相(xiàng)關企業标㊙️準。
1.流量(liàng)計工作原理、結構(gou)及特點
1.1工作原理(li)
　　智能型旋進漩渦(wo)流量計流量傳感(gǎn)器的流通剖面類(lèi)似文丘利管的型(xíng)線，在入口側安放(fang)一組螺旋型導流(liu)葉片。當流㊙️體進人(rén)流🌂量傳感器時，導(dǎo)流葉片迫♊使流體(ti)✔️産生劇✔️烈的旋㊙️渦(wo)流;當流體進㊙️入擴(kuo)散段時，旋渦流受(shòu)到回流的作用，開(kai)始㊙️作二次旋轉，形(xíng)成陀✨螺式的渦流(liu)♋進動現象。該進動(dòng)頻率與🈲流量大小(xiǎo)成正比，不受流體(ti)物理性，質和密度(du)的影響，檢測元件(jian)測得流體🔆二次旋(xuán)轉進動頻率就能(neng)在較寬的流量範(fan)圍内獲得良好的(de)🈲線性度。信号經前(qian)置放大器放大、濾(lǜ)波、整形轉換爲與(yu)流速成㊙️正比的脈(mò)沖信号，然💰後再與(yu)溫度、壓力等檢測(cè)信号一起被送往(wǎng)微處理器進行積(ji)算處理，在液晶顯(xian)⭐示屏上顯示出測(cè)量結🈚果(瞬時流量(liang)、累積流量及溫度(du)🏃🏻、壓力數據)。流量計(jì)由溫度和壓力檢(jian)測模拟通道、流量(liang)傳感器通道以及(jí)微處理器單元㊙️組(zu)成，并配有外輸出(chū)信号接口，輸📧出各(gè)種信号。
　　當被計量(liang)介質沿着流動的(de)流體進人流量傳(chuan)感器人♉口時，螺旋(xuán)形葉片強迫流體(ti)進人旋轉運動，于(yu)是💰在旋🐆渦發生體(tǐ)中心産生旋渦流(liú)，旋渦流在文丘利(li)管中旋進，到達收(shōu)縮段🎯突然節🐆流使(shǐ)旋渦流加速。當旋(xuan)渦流進😘人擴散段(duàn)後，因回流作用強(qiang)迫進行旋進式二(èr)次旋轉💔，此時旋渦(wo)流的旋轉頻率🤞與(yǔ)介質流速成正比(bǐ)，并爲線性。兩個壓(ya)電傳感器檢測的(de)微弱電荷信号，同(tong)時經前置放大器(qi)放大、濾波、整形後(hou)變成兩路頻率與(yǔ)流速成正比的脈(mo)沖信号，積算儀中(zhōng)的處理電路對兩(liang)路的脈沖信号進(jìn)行比較與判别，剔(tī)除幹擾信号，而對(duì)正常的流量信号(hào)進行計數處理💃。其(qi)工作原理如圖1所(suǒ)示。

1.2組成結構
　　流(liú)量計由殼體、旋渦(wō)發生體、除旋整流(liú)器、旋渦檢測組♈件(jiàn)、壓🥵力❤️接口、信号輸(shū)出接口、溫度接口(kǒu)等組成（圖2）。

1.3特點(diǎn)
1)測量流量範圍較(jiào)寬，可有效工作在(zài)孔闆流量計無法(fa)準确計量的小流(liu)量區域。
2)在工藝安(ān)裝中，較孔闆流量(liang)計可大大縮短儀(yi)表上、下遊直管段(duàn)。
3)流量信号既可就(jiu)地顯示，也可按需(xū)遠傳。
4)體積小、重量(liang)輕，便于離線标定(dìng)。
5)無可動部件，對于(yu)一般的測量不存(cun)在儀表.的機械磨(mó)損。
6)實現機電一體(ti)化，日常的計量不(bu)需要人工值守。
2現(xiàn)場應用與檢驗
2.1現(xiàn)場應用
　　油田的各(ge)類站、庫天然氣計(ji)量大面積應用智(zhi)能型流量計，以大(dà)慶油田部分使用(yong)的流量計爲例，并(bìng)抽樣對幾年來檢(jian)定誤差進行對比(bi)(表1)。
　　通過對流量計(ji)的現場使用、跟蹤(zōng)抽樣以及标校表(biǎo)明，流量計投用3年(nian)，誤差均在規定誤(wù)差範圍内;流量計(jì)的重複性較好，使(shi)用性能穩定。
2.2離線(xian)檢定校驗.
　　當被測(ce)量介質爲氣體時(shi)，因其密度受壓力(li)、溫度影👌響較大，爲(wei)了能準确計量氣(qì)體介質的體積流(liu)量，對于油田生産(chan)中氣體🔞的計量，必(bì)須同時跟蹤被測(ce)量介質的壓力和(hé)溫度，并将不同工(gōng)況下的氣體流量(liang)轉換成标準狀态(tai)(P=101.325kPa,T=293.15K)下的體積流量。流(liú)量計雖然實現✨了(le)溫度、壓力和壓縮(suō)系數📱等動态參數(shu)的在線自動♈補償(cháng)，但在流量計檢定(ding)過程中僅限于對(dui)流量誤差進行标(biāo)定👅，而沒有對其壓(ya)力和溫度檢測及(jí)其補償模塊進行(hang)動态變化✨拟和檢(jiǎn)定與校驗🛀。

式中:
Qn一(yī)标況下的體積流(liu)量，m'/h;
Pa一當地大氣壓(yā)力，kPa;
Pn一-标準狀态下(xià)的大氣壓力(101.325kPa);
Tn-标準(zhun)狀态下的絕對溫(wen)度(293.15K);
T一被測流體的(de)絕對溫度，K;
Zn-氣體在(zai)标況下的壓縮系(xì)數;
Z一氣體在工況(kuang)下的壓縮系數;
P一(yi)流量計取壓孔測(cè)量的表壓，kPa;
Qv一-工況(kuang)下的體積流量，m'/h。
　　通(tong)過對流量計統計(ji)應用分析證實，由(you)于受現場工況條(tiáo)件📐影響，流量計在(zài)使用過程中表内(nei)的溫度、壓力檢測(ce)模塊會出現檢測(cè)數據漂移。而通常(chang)情況下🌈對于流量(liang)誤差的檢定，無法(fa)對溫度、壓力檢測(cè)模塊🍉.的數據漂移(yí)進行校準，因此應(ying)對流量計的壓力(lì)、溫度模塊進行校(xiao)準，從而減小由于(yu)壓力、溫度精度影(yǐng)🍓響所導緻的氣體(tǐ)流量計量誤差，降(jiang)低計量氣量的損(sun)失叫。
3技術經濟效(xiao)果評價
　　氣體計量(liàng)儀表壓力标定器(qi)設計和使用，已填(tián)補了大🔞慶油田氣(qi)體流量計離線檢(jian)定、校驗量值傳遞(dì)中壓力補償檢定(ding)的空白;同⭕時，配套(tao)應用精度高GDW-800型高(gao)低溫試♉驗裝置對(duì)溫度補償檢測與(yǔ)檢定"，從而減小系(xi)統測量過程中由(you)于壓力和溫度波(bo)動帶來的壓力、溫(wēn)度參數誤差和系(xi)統誤差，以及由此(ci)而産生的計量效(xiao)益損失✌️。
1)根據氣體(tǐ)流量計數學模型(xíng)對比初步評估計(jì)算，假設其他🧑🏽‍🤝‍🧑🏻參數(shu)不變的情況下，理(li)論壓力誤差漂移(yi)千分之三(即0.3%)，那麽(me)流量誤差将在0.9%左(zuo)右。以某廠年度外(wai)輸天然氣總量4.3x108m3/a爲(wei)例進行簡易理論(lùn)計算，可減少誤㊙️差(cha)!氣量3.87x106m3/a,即⛱️每年可減(jiǎn)⭕少潛在的天然氣(qi)計量損失3.87x104m3/a,。按目前(qian)油田濕氣價格夏(xia)季(210天)爲0.3元/m',冬季☔(150天(tiān))爲0.9元/m'計算，年創經(jīng)濟效益♉可達212.9萬元(yuan)
2)根據氣體流量計(jì)數學模型對比初(chū)步評估計算，假設(she)其它🈲參數不變的(de)情況下，理論溫度(dù)誤差漂移千分之(zhī)♌一(即0.1%)，那麽流量誤(wù)差将在0.05%左右。溫度(dù)誤差影響🈲産生的(de)經濟效益如上所(suo)述.
4存在問題、注意(yì)事項及數字化改(gǎi)進建議
4.1存在問題(ti)
1)根據計量現場的(de)生産變化情況，通(tong)過設置截止頻率(lü)自行調🚩整流量計(ji)的始動流量。但是(shì)，如果截止頻率設(shè)定太低，流量計💜的(de)敏感程度相應提(ti)高,外界的一些微(wēi)弱振動或雜散信(xin)号就有可能導緻(zhì)流量計🥰在沒有被(bei)測介質通⛹🏻‍♀️過的情(qing)況下開始動作，造(zào)成流量的多計現(xiàn)象;如果截止頻率(lü)設置太高，流量計(ji)的始動流量相應(ying)增大，可能造成流(liú)量的漏記現🈲象。
2)對(dui)噪聲或震動等幹(gan)擾信号較爲敏感(gan)。如果在流量計測(ce)量上遊💋有明顯的(de)噪聲、擾動(由流向(xiang)改變或節流引🏃🏻‍♂️起(qǐ)的嘯叫或機械震(zhen)動)或在靠近流量(liàng)計.的附近有較強(qiáng)的磁場，那麽🐕流量(liang)計的運行👄将受到(dao)一定💋程度的影響(xiang)。
3)沒有測量參數的(de)曆史記錄。由于流(liu)量測量.是工藝控(kong)制♈、成本考核等的(de)重要依據，有時就(jiu)要對不同曆史時(shi)期的測量數據進(jin)行對比分析，需要(yao)調用溫度、瞬時(累(lei)積)流量、壓力的曆(li)史記錄;所以，如果(guo)不采取人工定期(qī)錄取，就無法獲得(de)所需資料。
4.2注意事(shì)項
1)室内外安裝時(shí)，流量計應有以防(fang)積液、日曬、雨水浸(jin)💃🏻透和寒✏️區保🎯溫及(jí)區域差别等措施(shī)，安裝流量計前應(ying)清理管道内各種(zhong)雜物，從而保證流(liu)量計使用壽命。
2)流(liu)量計安裝周圍不(bú)能有強烈的機械(xiè)振動或強的外磁(cí)場⭐幹擾，應遠離流(liú)态幹擾元件(彎頭(tou)、彙管、調壓閥、壓👈縮(suō)機、大小🔞頭等)，保持(chi)流量計内壁光滑(hua)平直及前後直管(guǎn)段同心，保證被測(cè)介質爲潔🏃🏻淨的單(dān)相流體等。
3)應定期(qī)對流量計進行标(biao)校，以保證流量計(jì)長期工作的準确(que)性、可靠性(避免意(yi)外停運和數據丢(diū)失)。
4)對于同規格的(de)流量計，其旋渦導(dao)流體、發生體等核(he)心組件😍不能互換(huàn)，因清理表内各種(zhong)雜物後檢定不合(he)格，或更換傳感器(qì)等器件後都必須(xu)對其溫度及壓力(lì)補償傳感器進行(hang)系統校正并重新(xīn)标定儀表計量系(xi)數。
5)流量計應可靠(kao)接地，但不能與強(qiáng)電系統共地以及(jí)傳🏃🏻‍♂️輸信号屏蔽，投(tóu)運時應緩慢開關(guān)儀表閥防止瞬間(jiān)氣流沖擊而損壞(huai)流量計。
4.3改進建議(yi)
1)建議流量計在出(chu)廠時完善對壓力(lì)、溫度補償模塊的(de)功能💰，增💃🏻設壓力、溫(wēn)度補償模塊動态(tài)檢測、測量輸出端(duān)口。
2)建議智能表頭(tou)增設外接數據檢(jiǎn)測口、RS-485通訊口等，可(kě)直👈接✨對流量計進(jin)行現場數據調校(xiào)，并具有自診斷功(gong)能和遠端地址查(cha)❓詢，以及适應數字(zi)化油田對流量計(jì)的特殊功能要求(qiu)。
5結束語
　　在對流量(liàng)計進行定期離線(xian)标定與校驗時，對(duì)流體壓力和溫度(dù)參數變化所引起(qǐ)的測量誤差進行(hang)判定;在貿易或交(jiao)接計量時，可減少(shao)上述原因引起的(de)誤差所導緻的效(xiao)益損失和量🧡差糾(jiu)紛，使其更具有實(shí)用性、合規性并符(fu)合企業間利益。

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