分 類(lèi) |
原油流量計(jì)的詳細(xì)資料:
一、概述
原油流量計(jì)是葉輪式流量(流速)計(jì)的主要品種,葉輪式流量計(jì)還有風(fēng)速計(jì)、水表等。原油流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成,傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速,從而推導(dǎo)出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)數(shù))可用機(jī)械、磁感應(yīng)、光電方式檢出并由讀出裝置進(jìn)行顯示和傳送記錄。據(jù)稱(chēng)美國(guó)早在1886年即發(fā)布過(guò)*個(gè)原油流量計(jì),1914年的認(rèn)為原油流量計(jì)的流量與頻率有關(guān)。美國(guó)的*臺(tái)原油流量計(jì)是在1938年開(kāi)發(fā)的,它用于飛機(jī)上燃油的流量測(cè)量,只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計(jì)才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)用。如今,它已在石油、化工、科研、國(guó)防、計(jì)量各部門(mén)中獲得廣泛應(yīng)用。
流量計(jì)中原油流量計(jì)、容積式流量計(jì)和科氏質(zhì)量流量計(jì)是三類(lèi)重復(fù)性、精確度*的產(chǎn)品,而原油流量計(jì)又具有自己的特點(diǎn),如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應(yīng)高參數(shù)等,是其他兩類(lèi)流量計(jì)是難以達(dá)到的。
原油流量計(jì)是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表先進(jìn)技術(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)的新一代原油流量計(jì),廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無(wú)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(duì)于運(yùn)動(dòng)粘度大于5×10-6m2/s的液體,可對(duì)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。
二、工作原理
圖1所示為渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,由圖可見(jiàn),當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)傳感器時(shí),在流體作用下,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測(cè)線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢(shì),即電脈沖信號(hào),經(jīng)放大器放大后,送至顯示儀表顯示。
原油流量計(jì)的流量方程可分為兩種:實(shí)用流量方程和理論流量方程。
(1)實(shí)用流量方程
qv=f/K公式1
qm=qvρ公式2
式中qv,qm……分別為體積流量,m3/s,質(zhì)量流量,kg/s;
f……流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率,Hz;
K……流量計(jì)的儀表系數(shù),P/m3。
流量計(jì)的系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見(jiàn),儀表系數(shù)可分為二段,即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二,其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段,特性受軸承摩擦力,流體粘性阻力影響較大。當(dāng)流量低于傳感器流量下*,儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過(guò)流量上*要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的,它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗(yàn)裝置校驗(yàn)得出,它*不問(wèn)傳感器內(nèi)部流體機(jī)理,把傳感器作為一個(gè)黑匣子,根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號(hào))確定其轉(zhuǎn)換系數(shù),它便于實(shí)際應(yīng)用。但要注意,此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的,其校驗(yàn)條件是參考條件,如果使用時(shí)偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化,變化的情況視傳感器類(lèi)型,管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。
(2)理論流量方程
根據(jù)動(dòng)量矩定理可以列出葉輪的運(yùn)動(dòng)方程
式中J:葉輪的慣性矩;
dw/dt:葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度;
M1:流體的驅(qū)動(dòng)力拒;
M2:粘性阻力矩;
M3:軸承摩擦阻力矩;
M4:磁阻力矩。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出許多理論流量方程,它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動(dòng)力學(xué)特性仍舊不很清楚,它與流體物性及流動(dòng)特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當(dāng)流場(chǎng)有旋渦和非對(duì)稱(chēng)速度分布時(shí)水動(dòng)力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù),儀表系數(shù)仍需由實(shí)流校驗(yàn)確定。但是理論流量方程有巨大的實(shí)用意義,它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)使用條件變化時(shí)儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測(cè)和估算。
三、產(chǎn)品特點(diǎn)
1.高精確度,一般可達(dá)±1%R、±0.5%R,高精度型可達(dá)±0.2%R;
2.重復(fù)性好,短期重復(fù)性可達(dá)0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性,如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到*的精確度,在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì);
3.輸出脈沖頻率信號(hào),適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接,無(wú)零點(diǎn)漂移,抗干擾能力強(qiáng);
4.可獲得很高的頻率信號(hào)(3~4kHz),信號(hào)分辨力強(qiáng);
5.范圍度寬,中大口徑可達(dá)1:20,小口徑為1:10;
6.結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,安裝維護(hù)方便,流通能力大;
7.適用高壓測(cè)量,儀表表體上不必開(kāi)孔,易制成高壓型儀表;
8.型傳感器類(lèi)型多,可根據(jù)用戶(hù)特殊需要設(shè)計(jì)為各類(lèi)型傳感器,例如低溫型、雙向型、井下型、混砂型等;
9.可制成插入型,適用于大口徑測(cè)量,壓力損失小,價(jià)格低,可不斷流取出,安裝維護(hù)方便。
技術(shù)參數(shù)
儀表口徑及連接方式:4、6、10、15、20、25、32、40采用螺紋連接
(15、20、25、32、40)50、65、80、100、125、150、200采用法蘭連接
精度等級(jí):±1%R、±0.5%R、±0.2%R(需特制)
量程比:1:10;1:15;1:20
儀表材質(zhì):304不銹鋼、316(L)不銹鋼等
被測(cè)介質(zhì)溫度:(℃)-20~+120℃
環(huán)境條件溫度:-10~+55℃,相對(duì)濕度5%~90%,大氣壓力86~106Kpa
輸出信號(hào):
傳感器:脈沖頻率信號(hào),低電平≤0.8V高電平≥8V
變送器:兩線制4~20mADC電流信號(hào)
供電電源:
傳感器:+12VDC、+24VDC(可選)
變送器:+24VDC
現(xiàn)場(chǎng)顯示型:儀表自帶3.2V鋰電池
信號(hào)傳輸線STVPV3×0.3(三線制),2×0.3(二線制)
傳輸距離≤1000m
信號(hào)線接口基本型:豪斯曼接頭,防爆型:內(nèi)螺紋M20×1.5
防爆等級(jí)基本型:非防爆產(chǎn)品,防爆型:ExdIIBT6
防護(hù)等級(jí):IP65
原油流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)
(1)安裝場(chǎng)所
傳感器應(yīng)安裝在便于維修,管道無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電磁干擾與熱輻射影響的場(chǎng)所。原油流量計(jì)的典型安裝管路系統(tǒng)如圖9所示。圖中各部分的配置可視被測(cè)對(duì)象情況而定,并不一定全部都需要。原油流量計(jì)對(duì)管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流是敏感的,進(jìn)入傳感器應(yīng)為充分發(fā)展管流,因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類(lèi)型配備必要的直管段或流動(dòng)調(diào)整器,如表5所示。若上游側(cè)阻流件情況不明確,一般推薦上游直管段長(zhǎng)度不小于20D,下游直管段長(zhǎng)度不小于5D,如安裝空間不能滿(mǎn)足上述要求,可在阻流件與傳感器之間安裝流動(dòng)調(diào)整器。傳感器安裝在室外時(shí),應(yīng)有避直射陽(yáng)光和防雨淋的措施。
(2)連接管道的安裝要求
水平安裝的傳感器要求管道不應(yīng)有目測(cè)可覺(jué)察的傾斜(一般在5°以?xún)?nèi)),垂直安裝的傳感器管道垂直度偏差亦應(yīng)小于5°。
需連續(xù)運(yùn)行不能停流的場(chǎng)所,應(yīng)裝旁通管和可靠的截止閥(見(jiàn)圖9),測(cè)量時(shí)要確保旁通管無(wú)泄漏。
在新鋪設(shè)管道裝傳感器的位置先介入一段短管代替?zhèn)鞲衅鳎?ldquo;掃線”工作完畢確認(rèn)管道內(nèi)清掃干凈后,再正式接入傳感器。由于忽視此項(xiàng)工作,掃線損壞傳感器屢見(jiàn)不鮮。
若流體含雜質(zhì),則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝過(guò)濾器,對(duì)于不能停流的,應(yīng)并聯(lián)安裝兩套過(guò)濾器輪流清除雜質(zhì),或選用自動(dòng)清洗型過(guò)濾器。若被測(cè)液體含有氣體,則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝消氣器。過(guò)濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場(chǎng)所。
若傳感器安裝位置處于管線的低點(diǎn),為防止流體中雜質(zhì)沉淀滯留,應(yīng)在其后的管線裝排放閥,定期排放沉淀雜質(zhì)。
被測(cè)流體若為易氣化的液體,為防止發(fā)生氣穴,影響測(cè)量精確度和使用期限,傳感器的出口端壓力應(yīng)高于公式5計(jì)算的zui低壓力pmin
pmin=2△p+1.25pvPa
式中pmin——zui低壓力,Pa;
△p——傳感器zui大流量時(shí)壓力損失,Pa;
pv——被測(cè)液體zui高使用溫度時(shí)飽和蒸汽壓,Pa。
流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在傳感器下游,上游側(cè)的截止閥測(cè)量時(shí)應(yīng)全開(kāi),且這些閥門(mén)都不得產(chǎn)生振動(dòng)和向外泄漏。對(duì)于可能產(chǎn)生逆向流的流程應(yīng)加止回閥以防止流體反向流動(dòng)。
傳感器應(yīng)與管道同心,密封墊圈不得凸入管路。液體傳感器不應(yīng)裝在水平管線的zui高點(diǎn),以免管線內(nèi)聚集的氣體(如停流時(shí)混入空氣)停留在傳感器處,不易排出而影像測(cè)量。
傳感器前后管道應(yīng)支撐牢靠,不產(chǎn)生振動(dòng)。對(duì)易凝結(jié)流體要對(duì)傳感器及其前后管道采取保溫措施。
使用注意事項(xiàng)
(1)投入運(yùn)行的啟閉順序
未裝旁路管的流量傳感器,先以中等開(kāi)度開(kāi)啟流量傳感器上游閥,然后緩慢開(kāi)啟下游閥。以較小流量運(yùn)行一段時(shí)間(如10分鐘),然后全開(kāi)上游閥,再開(kāi)大下游閥開(kāi)度,調(diào)節(jié)到所需正常流量。
裝有旁路管的流量傳感器,先全開(kāi)旁路管閥,以中等開(kāi)度開(kāi)啟上游閥,緩慢開(kāi)啟下游閥,關(guān)小旁路閥開(kāi)度,使儀表以較小流量運(yùn)行一段時(shí)間。然后全開(kāi)上游閥,全關(guān)旁路閥(要保證無(wú)泄漏),zui后調(diào)節(jié)下游閥開(kāi)度到所需的流量。
(2)低溫和高溫流體的啟用
低溫流體管道在通流前要排凈管道中的水分,通流時(shí)先以很小流量運(yùn)行15分鐘,再漸漸升高至正常流量。
停流時(shí)也要緩慢進(jìn)行,使管道溫度和環(huán)境溫度逐漸接近。高溫流體運(yùn)行與此相類(lèi)似。
(3)其他注意事項(xiàng)
啟閉閥應(yīng)盡可能平緩,如采用自動(dòng)控制啟閉,用“兩段開(kāi)啟,兩段關(guān)閉”方式,防止流體突然沖擊葉輪甚至發(fā)生水錘現(xiàn)象損壞葉輪。
檢查流量傳感器下游壓力。當(dāng)管道壓力不高,在投入運(yùn)行初期觀察zui大流量下傳感器下游壓力是否大于公式5計(jì)算的pmin,否則應(yīng)采取措施以防止產(chǎn)生氣穴。
流量傳感器的儀表系數(shù)是經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置校驗(yàn)后,供給用戶(hù)校驗(yàn)單上寫(xiě)明的,謹(jǐn)防丟失。傳感器長(zhǎng)期使用因軸承磨損等原因,儀表系數(shù)會(huì)發(fā)生變化,應(yīng)定期進(jìn)行離線或在線校驗(yàn)。若流量超出允許范圍,應(yīng)更換傳感器。
有些測(cè)量對(duì)象,如輸送成品油管線更換油品或停用時(shí),需定期進(jìn)行掃線清管工作。掃線清管所用流體的流向、流量、壓力和溫度等均應(yīng)符合原油流量計(jì)的規(guī)定,否則會(huì)引起精確度降低甚至損壞。
為保證流量計(jì)長(zhǎng)期正常工作,要加強(qiáng)儀表的運(yùn)行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施排除。監(jiān)測(cè)葉輪旋轉(zhuǎn)情況,如聽(tīng)到異常聲音,用示波器監(jiān)測(cè)檢測(cè)線圈輸出波形,如有異常波形,應(yīng)及時(shí)卸下檢查傳感器內(nèi)部零件。如懷疑有不正常現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)檢查。保持過(guò)濾器暢通,過(guò)濾器可從出入口壓力計(jì)的壓差來(lái)判斷是否堵塞。要定期排放消氣器中從液體逸出的氣體等等。
如果你對(duì)原油流量計(jì)感興趣,想了解更詳細(xì)的產(chǎn)品信息,填寫(xiě)下表直接與廠家聯(lián)系: |