[導(dǎo)讀] 介紹了旋進(jìn)旋渦氣體流量計(jì)在石油石化企業(yè)的使用范圍，流量計(jì)的工作原理、特點(diǎn)、安裝維護(hù)要求。對(duì)流量計(jì)的壓力損失、使用場(chǎng)所和誤差原因進(jìn)行了分析，并結(jié)合油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)旋進(jìn)旋渦氣體流量計(jì)的選型，和使用過(guò)程中的檢定（校對(duì)）及現(xiàn)場(chǎng)工藝技術(shù)要求進(jìn)行闡述。
1 前言
旋進(jìn)旋渦氣體流量計(jì)在原油生產(chǎn)與儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)用較為廣泛的一種速度式流量計(jì)，由于其無(wú)可動(dòng)部件，具備溫度壓力修正功能，在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)條件下能夠測(cè)量出天然氣標(biāo)準(zhǔn)流量值，具有較高的性?xún)r(jià)比，能夠滿(mǎn)足企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理要求。
2 在現(xiàn)場(chǎng)的使用情況
目前在石油、石化系統(tǒng)，該型號(hào)流量計(jì)主要如下場(chǎng)合使用：
（1）用于原油生產(chǎn)過(guò)程中的伴生氣計(jì)量，主要安裝于油液分離器的上部的天然氣出口部位，經(jīng)過(guò)分離的天然氣經(jīng)計(jì)量后，又混入集輸管線，輸往中轉(zhuǎn)站。由于伴生氣中含有一定量的輕烴、二氧化碳、水等介質(zhì)，隨著溫度、壓力的變化，呈飽和狀態(tài)的上述組分會(huì)從天然氣中呈凝析出來(lái)，在含量<15%時(shí)，計(jì)量準(zhǔn)確度≤±5%，因此，該流量計(jì)在原油生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用較多，占?xì)怏w流量計(jì)的95%。
（2）用于原油中轉(zhuǎn)、集輸站庫(kù)經(jīng)過(guò)油氣水三相分離器處理后，天然氣儲(chǔ)運(yùn)計(jì)量。在天然氣輕烴、二氧化碳、水等介質(zhì)含量<5%情況下，計(jì)量準(zhǔn)確度≤±3%。
（3）用于原油集輸站庫(kù)生產(chǎn)用鍋爐、熱水加熱爐等耗能設(shè)施的天然氣消耗計(jì)量，經(jīng)過(guò)上述加熱設(shè)施產(chǎn)生的蒸汽和熱水，作為載能工質(zhì)用于原油儲(chǔ)運(yùn)中的伴熱保溫。因天然氣較為純凈，計(jì)量準(zhǔn)確度≤±2%。
（4）用于企業(yè)各二級(jí)單位間生產(chǎn)、生活天然氣的內(nèi)部交接計(jì)量。如生活區(qū)居民用氣，供熱站燃料計(jì)量等，準(zhǔn)確度≤±1.5%。
3 原理及技術(shù)特點(diǎn)
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的測(cè)量原理：進(jìn)入流量計(jì)的氣體在旋渦發(fā)生體的作用下，產(chǎn)生旋渦流，旋渦流在文丘里管中旋進(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流，使旋渦加速；當(dāng)旋渦流突然進(jìn)入擴(kuò)散段后，由于壓力的變化，使旋渦流逆著前進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)；在進(jìn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)該信號(hào)頻率與流量大小成正比，通過(guò)流量傳感器的壓電傳感器檢測(cè)出這一頻率信號(hào)，并與固定在流量計(jì)殼體上的溫度傳感器和壓力傳感器檢測(cè)出的溫度、壓力信號(hào)一并送入流量計(jì)算機(jī)中處理，最終顯示出天然氣的溫度、壓力和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃、101.325kPa）的體積流量等參數(shù)。適合于管道煤氣、天然氣、LNG壓縮天然氣、過(guò)熱蒸汽等高流速、低密度流體計(jì)量。
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圖1
目前使用的TDS智能型旋進(jìn)漩渦流量計(jì)，主要有如下特點(diǎn)：
（1）量程比≥1：15，電路采用表面貼裝工藝、結(jié)構(gòu)緊湊。大屏幕LCD顯示標(biāo)準(zhǔn)體積流量、標(biāo)準(zhǔn)體積總量、溫度、壓力和電池容量，顯示清晰直觀，讀數(shù)方便。
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圖2
（2）采用微功耗高技術(shù)，內(nèi)、外電源均供電，內(nèi)電池可連續(xù)使用五年，整機(jī)功耗低，具有防爆功能，能夠在油氣集輸站庫(kù)內(nèi)使用。
（3）采用高性能微處理器和現(xiàn)代濾波技術(shù)，軟件功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越；具有485通訊和（4～20）mA模擬及脈沖信號(hào)輸出，方便集中控制和自動(dòng)化管理。
（4）采用獨(dú)特的雙傳感器和電路處理技術(shù)，有效地解決了壓力波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)對(duì)該類(lèi)型流量計(jì)的干擾，計(jì)量準(zhǔn)確可靠。集溫度、壓力、流量傳感器和流量計(jì)算機(jī)于一體，可對(duì)被測(cè)氣體溫度、壓力和壓縮因子自動(dòng)跟蹤修正，直接計(jì)量氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量和總量。
（5）無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，穩(wěn)定性好，維修量少，直管段要求低（前≥5DN、后≥3DN）。
（6）在使用與維護(hù)符合安裝技術(shù)要求情況下，基本上不用維護(hù)，因此流量計(jì)應(yīng)盡量避免振動(dòng)、強(qiáng)磁場(chǎng)及隨離流態(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）影響，測(cè)量介質(zhì)盡量保證為純凈的單相流體。
4 技術(shù)要求及誤差控制
由于旋進(jìn)漩渦流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，在流體通過(guò)節(jié)流斷使旋渦流動(dòng)加速，會(huì)產(chǎn)生壓力損失，其公式如下：
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式中：ΔP———實(shí)際壓力損失，Pa；
ρ———工況條件下介質(zhì)密度，kg/m3；
Q———介質(zhì)流量，m3/s；
Dn———管線公稱(chēng)直徑，m。
根據(jù)目前油田大都使用口徑≤DN100以下流量計(jì)實(shí)際，ΔP平均為工作壓力的15%，是一種非節(jié)能型儀表，同時(shí)，在使用中要避免下述問(wèn)題的出現(xiàn)。
（1）測(cè)量介質(zhì)盡量保證為單一牛頓體，如果原油及微量顆粒雜質(zhì)較多，應(yīng)在流量計(jì)之前安裝分離、過(guò)濾器，否則會(huì)造成測(cè)量值大于實(shí)際值。
（2）流量計(jì)的選用應(yīng)該根據(jù)介質(zhì)的實(shí)際流量，而非安裝管線的直徑，這一點(diǎn)非常重要，如江蘇油田某一測(cè)量點(diǎn)管徑為DN100，而天然氣實(shí)際流量為30m3/h，該流量處于DN100旋進(jìn)旋渦流量計(jì)50m3/h～800m3/h額定量程的下限，使計(jì)量誤差>5%，超過(guò)了天然氣供、用戶(hù)交接準(zhǔn)確度≤±2%范圍。為此，設(shè)計(jì)部門(mén)按規(guī)范改變了測(cè)量管段內(nèi)徑，重新安裝了一臺(tái)DN50口徑，額定量程為50m3/h～800m3/h的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，計(jì)量誤差≤±2%，計(jì)量數(shù)據(jù)得到交接雙方認(rèn)可。
（3）要避免因壓力傳感器的量程選擇，和溫度、壓力傳感器誤差變化產(chǎn)生的計(jì)量誤差，由于目前使用的智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的壓力傳感器量程為2.0MPa，在氣體實(shí)際測(cè)量壓力≤0.3MPa時(shí)，會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的天然氣計(jì)量誤差增大。同時(shí)，由于油田使用的智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，大部分用于非貿(mào)易計(jì)量交接，流量計(jì)未能按期檢定，導(dǎo)致壓力、溫度傳感器產(chǎn)生零點(diǎn)飄移，造成天然氣計(jì)量誤差增大，因此必須對(duì)流量計(jì)按期進(jìn)行檢定與校對(duì)