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旋进涡流量计在石油工业中的应用

来源:红旗仪表(江苏)有限公司 时间:2022-02-18

介绍了石油石化企业旋涡气体流量计的使用范围、工作原理、特点、安装维护要求。分析了流量计的压力损失、使用场所和误差原因,阐述了旋涡气体流量计的选择、验证(校对)和现场工艺技术要求。
1前言
旋涡气体流量计是一种广泛应用于原油生产、储运过程中的速度流量计。由于其不可移动部件,具有温度压力校正功能,可在恶劣现场条件下测量天然气标准流量值,性价比高,能满足企业内部生产经营管理要求。
2现场使用情况。
目前在石油、石化系统中,流量计主要用于以下场合:
(1)原油生产过程中的伴生气计量主要安装在油分离器上部的天然气出口处。分离的天然气经计量后,混入集输管道,输送至中转站。由于伴生气中含有一定量的轻烃、二氧化碳、水等介质,随着温度和压力的变化,饱和状态的上述成分会从天然气中沉淀出来。当含量为15%时,测量精度为5%。因此,流量计广泛应用于原油生产现场,占气体流量计的95%。
(2)用于原油中转。经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%的情况下,测量精度≤±3%。
(3)计量原油集输站生产锅炉、热水加热炉等能耗设施的天然气消耗。上述加热设施产生的蒸汽和热水作为原油储运中的载能工质,用于伴热保温。由于天然气相对纯净,测量精度≤±2%。
(4)用于企业二级单位之间的生产和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,精度≤±1.5%。
3原理及技术特点。
旋进涡流量计的测量原理:进入涡流量计的气体在涡流发生体的作用下产生涡流。涡流在文丘里管中旋进,到达收缩段时突然节流,加速涡流;当涡流突然进入扩散段时,由于压力的变化,涡流向前移动;在进入区域,信号频率与流量大小成正比。该频率信号通过流量传感器检测到,并与固定在流量计外壳上的温度传感器和压力传感器检测到的温度一起送入流量计算机进行处理。zui最终显示了天然气的温度、压力和标准状态(20℃、101.325kpa)的体积流量等参数。适用于管道气体、天然气、液化天然气压缩天然气、过热蒸汽等高流速、低密度流体计量。
4技术要求及误差控制。
由于旋涡流量计是一种速度流量计,当流体通过节流加速旋涡流动时,会产生压力损失如下:
公式:δP-实际压力损失,Pa;
介质密度为kg/m3;
Q-介质流量,m3/s;
Dn-管道公称直径,m。
根据目前油田使用口径≤DN100以下的流量计实际情况,△P平均工作压力为15%,是一种非节能仪表。同时,应避免以下问题。
(1)测量介质应尽量保证为单一牛顿体。如果原油和微量颗粒杂质较多,应在流量计前安装分离过滤器,否则测量值会大于实际值。
(2)流量计的选择应基于介质的实际流量,而不是管道的直径,这一点非常重要。例如,江苏油田某测量点的管径为DN100,而天然气的实际流量为30m3/h。流量处于DN100旋进涡流量计50m3/h~800m3/h额定范围的下限,使测量误差>5%,超过天然气供应,用户交接精度≤±2%。为此,设计部门根据规范改变了测量段的内径,重新安装了DN50口径。额定范围为50m3/h~800m3/h的旋进涡流量计,测量误差≤±2%,计量数据得到双方的认可。
(3)为避免压力传感器范围选择、温度和压力传感器误差变化引起的测量误差,由于目前使用的智能旋涡流量计的压力传感器范围为2.0MPa,当气体实际测量压力≤0.3MPa时,标准状态下的天然气测量误差会增加。同时,由于油田使用的智能旋涡流量计大多用于非贸易计量交接,流量计未能按时检定,导致压力和温度传感器零漂移,导致天然气计量误差增大,必须按时检定和校对流量计。
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