来宝网 2016/5/11点击1205次
注水、注聚合物和注三元复合物驱油是油田稳油控水的重要技术措施，都需要高压、不同口径和耐腐的测量水流量的计量仪表以测得准确的配比，进而获得良好的驱油效果。油田工程技术人员自行研制的HLLUGB型系列一体化智能防爆涡街流量计是用于这种应用场合的典型仪表。它是全不锈钢结构，不易腐蚀；内部无可动部件，可靠性高；口径由DN25到DN250，工作压力等级最高可达25MPa，介质温度为-20—100℃，环境温度-20—50℃。选用超低功耗单片机技术，只需3.6V锂电池，可连续工作4年以上，长期无需维护；它集测量、积算和显示于一体，通过磁开关接触面板切换显示瞬时流量和累积流量，并具有流量超限报警功能，其容积量输出通过外接电缆方便地为异地显示和标定提供信号，传输距离可达1km以上，系统准确度优于±0.5%。
1. 质量检验和流量检定
对HLLUGB型一体化智能防爆涡街流量计用随机抽样的方法，抽取两台送到国家原油大流量计量站的准确度为万分之五、稳定度也为万分之五的水标定装置进行示值检定。为便于说明问题仅以一台DN50的涡街流量计的数据为例，其流量范围为4-40m3/h，共检定6个流量点：最大流量点38.60m3/h，3次显示值为38.61，38.60，38.60，该点标准示值为38.69，根据JJG198-94《速度式流量计检定规程》规定，该点的重复性为0.09%，基本误差为-0.23%。第二流量点为27.54m3/h，3次显示值为27.53，27.54，27.53，该点标准示值为27.60。同样的计算方法其重复性为0.45%，基本误差为-0.22%。第三流量点为17.26m3/h次显示值为17.26，17.26，17.25，该点标准示值为17.26，计算出的重复性为0.10%，基本误差为0。第四流量点为1062m3/h，3次显示值为10.62，10.62，10.62，该点标准示值为10.62，计算出的重复性为0，基本误差也是0。第五流量点为1.80m3/h，3次显示值为4.79，4.80，4.80，该点标准示值为4.82，计算出的重复性为0.32%，基本误差为-0.42%。为了验证一下该流量计的下限量程能达到多少，又取了最后一个流量点即1.95m3/h，- 次显示值为1.95，1.96，1.95，该点标准值为1.96，计算出的重复性为0.59%，基本误差为-0.51%，刚刚超过±0.5%一点儿，也就是该流量计在超过下限量程值时也可得到较好的计量精度。
水标定完成之后立即将该流量计送到中国石油天然气集团公司流量计量仪表质量监督检验中心进行环境温度实验：+20℃、+40℃、+55℃、+20℃、0℃、-20℃、+20℃每一温度允差±0.2℃；湿度实验：在参比条件下放置24h，测出其输出示值，然后将流量计放在温度为40℃±2℃，湿度为91%—95%的试验箱内6h，接通电源，测量其输出值，流量计继续在试验箱内不少于1h，温度降到25℃以下，试验中与试验前后的输出值比较，观察流量计内部完全没有跳火和元件损坏。这项实验对于用于注水上的仪表是非常关键的实验；绝缘电阻实验：将涡街流量计通电，在环境温度5-35℃、相对湿度大于85%时，其电气线路与壳体之间的绝缘电阻不小于20MΩ；电源拉偏实验：电源拉偏-15%—+10%，流量计的输出及示值变化均不大于基本误差的绝对值。又进行了碰撞实验、自由跌落实验、倾斜跌落实验和防尘实验等。经过近5天的质量检验之后进行再次标定，与实验前标定的数据对比，结果见图1。
图1 基本误差对比曲线
2. 应用中应注意的问题
⑴工业涡街流量计对液体、蒸汽、天然气和空气实验室所得到的数据都证实了斯特罗哈尔数与液体的密度无关。在一定的流速范围内它是个恒定的常数，这样在应用中，经过流量标定装置，可以把仪表系数标定出来，一体化的智能涡街流量计，可以用带小数的五位数，置入到流量计的E2PROM的内存里面去，使仪表正确地显示工程量纲的瞬时流量和累积流量的数值。但是，管道内的速度分布却会影响斯特罗哈尔数的恒定性，当雷诺数大于等于4000时，速度分布曲线变得比较平坦，随着雷诺数的增大，曲线变得愈加平坦，直到最后除在管壁的一点外，所有各点都得以同一速度流动。对这种涡街流量计，雷诺数达到10000时，流量计的特性曲线就可理想地达到线性区，获得理想的准确度。
⑵涡街流量计是根据液体速度与漩涡频率成正比的原理设计的，只有测得稳定的频率值才能积算出流量值。这就要求在安装时流量计周围不应有强外磁场干扰，强外磁场的干扰会造成频率失真，极大的影响其流量测量的准确度；管线安装也不应使流量计产生强烈的机械振动，强烈的机械振动直接影响漩涡频率，造成流量测量的极大误差，必要时应采取支架和紧固等措施。
⑶涡街流量计安装中所需要的各种配件如渐缩管、渐扩管、弯头和阀门都会影响速度分布从而造成速度分布畸变，液体的粘度高清除漩涡和速度分布畸变也快，因此在流量计前后的直管段可以短一些。但对于这种计量误差与速度分布有关的涡街流量计还是应该配置一定长度的直管段，经实验用于高压注水，涡街流量计上游配置10倍的流量计内径长，下游配置4倍的流量计内径长，就可获得良好的计量精度。
