新型內外管差壓流量計特性研究

李世飛 中原油田天然氣處理廠

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新型內外管差壓流量計特性研究

李世飛 中原油田天然氣處理廠

【文章摘要】

近年來，我國工業(yè)化進程推進趨勢下，信息技術逐漸滲透至社會各個領域，在改革生產方式、提高生產效率及質量等方面發(fā)揮著十分重要的作用。內外管差壓流量計作為其中的一部分，是工業(yè)生產中常見的設備之一，而在節(jié)能減排號召下，傳統(tǒng)設備存在能耗高等弊端，對此本文針對新型設備的性能進行研究，明確其自身具有的節(jié)能降耗關鍵點，以期幫助人們更多的了解新型設備的優(yōu)勢，并積極引進該設備。

【關鍵詞】

內外管差壓流量計；特性；濕氣

0　前言

隨著社會經濟不斷發(fā)展，我國社會各領域對能源需求量日漸增加，能源開采逐漸受到了越來越多的關注。特別是石油開采，在油井實時產量作為一項基礎性工作，測量裝置必不可少，基于此減少測量裝置造成的能源浪費，降低生產成本，逐漸成為全社會關注的焦點問題。因此為了推進能源開采科學化、規(guī)劃化發(fā)展，落實好節(jié)能工作顯得尤為必要。而流量計作為一項基礎設備，在石油開采工作中發(fā)揮著十分重要的作用。

1　新型內外管差壓流量計裝置概述

本文主要介紹的設備基本結構，前后兩個直管段，其中設備兩側為外管，節(jié)流裝置為四個取壓孔，與直管段相鄰。節(jié)流段是由兩個直管段與中間梯形管段構成，取壓孔作為流量管段支撐，一般位于設備的最中間位置。

表1　二者在不同速度下的壓損對比

在使用過程中，該設備在不改變流體橫截面積條件下能夠達到節(jié)流的目標。通過設備的4個取壓孔得到差壓質量后，然后通過對內外管差壓流量計的四個取壓孔進行取值，最終獲得到具體的流量值，以此來為實踐工作提供科學依據(jù)和參考，達到事半功倍的準確測量目。

2　新型內外管差壓流量計特性分析

2.1新型流量計與內錐流量計比較

為了了解設備在流量測量方面的特性，筆者選擇了內錐流量計進行對比。由于本裝置取壓方式具有獨特性，本章選擇第1路差壓信號作為壓降，并后者進行對比。在實驗中，我們將模擬內錐設備進行模擬，將其設置在與新型設備同樣的條件下，求解計算出流量情況。值得說明的一點是，由于內錐壓降就是節(jié)流件前后的差壓信號，因此為了保證管道壓力能夠恢復到最初狀態(tài)，我們將內錐的壓力損失確定為節(jié)流件前后2D的差壓信號。表1為二者在不同速度下的壓損對比。

就上表數(shù)據(jù)來看，隨著β的增加，在同等速度情況下，二者在壓損、壓降及壓損比三個方面都存在不同程度的下降，但是對比能夠發(fā)現(xiàn)，新型設備小于內錐設備變化較小。簡單來說，新型設備穩(wěn)定性較強，且在相同情況下，新型設備壓降比內錐設備變化要小，如當節(jié)流比在0.4、速度為1.5時，前者壓降為9688Pa，后者為48321Pa。，同時壓力損失也明顯更小，進而內錐設備的25%，充分證明了在同等耗能情況下，新型設備能夠節(jié)省更多測量成本，可見新型設備在測量方面具有較強的有效性。

2.2精度與量程比

為了對新型設備的測量精度、量程比等進行標定，筆者對設備進行油、氣水三相流模擬標定實驗，主要采取質量法、容積法。根據(jù)相關標準規(guī)定，對實驗數(shù)據(jù)進行相應處理，標定出了內外管差壓流量計在不同雷諾數(shù)下的流出系數(shù)。為了拓展本設備的測量范圍，主要圍繞著2.101～21.741m3/h范圍內的試驗數(shù)據(jù)進行分析，我們能夠發(fā)現(xiàn)二者之間存在一定差別。

綜合實驗結果來看，新型設備與內錐設備相比，能夠發(fā)現(xiàn)誤差曲線較為平緩，且峰值處于較低水平，說明了誤差較小。同時，在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)新型設備曲線幾乎集合重合，可見設備預測虛高值在預期范圍，能夠符合實踐工作的節(jié)能減排需求，一般誤差在5%以內，具有穩(wěn)定性特點［3］。同時為了檢驗出流出系統(tǒng)，提高流量值準確性和真實性，筆者還結合了兩組實驗數(shù)據(jù)進行驗證，得到了該誤差更小，在1%之內，滿足差壓式流量計流量測量的精度需求。在工業(yè)生產中，可以將設備測出數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)，為后續(xù)生產工作提供支持，真正意義上實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，提高資源利用效率，創(chuàng)造更多效益。

3　結論

根據(jù)上文所述，本文通過對兩個設備進行模擬實驗，結合實驗數(shù)據(jù)進行分析，最終確定了節(jié)流比β=0.6為新型設備的最佳尺寸，同時為了驗證方針結果的可靠性和真實性，筆者對各類數(shù)據(jù)進行了比對后發(fā)現(xiàn)，方針結果無論是信度，還是效度都符合要求。

將內錐設備作為參照設備，對比結果表明，新型設備在多個方面都具有較為突出的特性，其中新設備對流體產生的擾動較小，壓損比減小，差壓信號具有較強的穩(wěn)定性。針對工業(yè)領域而言，壓力損失耗能僅為內錐設備的25%，能夠在很大程度上節(jié)約更多成本，為工業(yè)生產帶來更多經濟收益。同時為了深入了解設備特性，筆者又進行了很多標定實驗，從實驗結果中我們發(fā)現(xiàn)，設備量程比10：1，測量精度較高，與設備技術要求相契合，充分證明了設備在工業(yè)生產領域具有較強的適用性。

【參考文獻】

［1］李小亭，王小杰，盧慶華等.新型內外管差壓流量計特性研究［J］.儀器儀表學報，2012，（10）：2371-2379.

［2］方立德，張萬嶺，龐麗麗.新型內外管差壓流量計濕氣測量模型研究［J］.傳感技術學報，2013，（08）：1173-1177.

［3］周民，劉鐵軍，謝代梁.差壓式雙錐流量計研究及實驗分析［J］.自動化與儀表，2016，（01）：14-18.