差压孔板流量计与内锥流量计的装置概述与特性分析对比

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2018-04-09 09:07:21【小中大】

摘要：

近年来, 我国工业化进程推进趋势下, 信息技术逐渐渗透至社会各个领域, 在改革生产方式、提高生产效率及质量等方面发挥着十分重要的作用。内外管差压孔板流量计作为其中的一部分, 是工业生产中常见的设备之一, 而在节能减排号召下, 传统设备存在能耗高等弊端, 对此我们上海自动化仪表有限公司针对新型设备的性能进行研究, 明确其自身具有的节能降耗关键点, 以期帮助人们更多的了解新型设备的优势, 并积极引进该设备。

前言

随着社会经济不断发展, 我国社会各领域对能源需求量日渐增加, 能源开采逐渐受到了越来越多的关注。特别是石油开采, 在油井实时产量作为一项基础性工作, 测量装置必不可少, 基于此减少测量装置造成的能源浪费, 降低生产成本, 逐渐成为全社会关注的焦点问题。因此为了推进能源开采科学化、规划化发展, 落实好节能工作显得尤为必要。而流量计作为一项基础设备, 在石油开采工作中发挥着十分重要的作用。

1、新型内外管差压流量计装置概述

上海自动化仪表有限公司主要介绍的设备基本结构, 前后两个直管段, 其中设备两侧为外管, 节流装置为四个取压孔, 与直管段相邻。节流段是由两个直管段与中间梯形管段构成, 取压孔作为流量管段支撑, 一般位于设备的最中间位置。

在使用过程中, 该设备在不改变流体横截面积条件下能够达到节流的目标。通过设备的4 个取压孔得到差压质量后, 然后通过对内外管差压流量计的四个取压孔进行取值, 最终获得到具体的流量值, 以此来为实践工作提供科学依据和参考, 达到事半功倍的准确测量目。

2、新型内外管差压流量计特性分析

2.1 、新型流量计与内锥流量计比较

为了了解设备在流量测量方面的特性, 上自仪技术人员选择了内锥流量计进行对比。由于本装置取压方式具有独特性, 本章选择第1 路差压信号作为压降, 并后者进行对比。在实验中, 我们将模拟内锥设备进行模拟, 将其设置在与新型设备同样的条件下, 求解计算出流量情况。值得说明的一点是, 由于内锥压降就是节流件前后的差压信号, 因此为了保证管道压力能够恢复到最初状态, 我们将内锥的压力损失确定为节流件前后2D的差压信号。

就上表数据来看, 随着 β 的增加, 在同等速度情况下, 二者在压损、压降及压损比三个方面都存在不同程度的下降, 但是对比能够发现, 新型设备小于内锥设备变化较小。简单来说, 新型设备稳定性较强, 且在相同情况下, 新型设备压降比内锥设备变化要小, 如当节流比在0.4、速度为1.5 时, 前者压降为9688Pa, 后者为48321Pa。, 同时压力损失也明显更小, 进而内锥设备的25%, 充分证明了在同等耗能情况下, 新型设备能够节省更多测量成本, 可见新型设备在测量方面具有较强的有效性。

表1 二者在不同速度下的压损对比

2.2、精度与量程比

为了对新型设备的测量精度、量程比等进行标定, 笔者对设备进行油、气水三相流模拟标定实验, 主要采取质量法、容积法。根据相关标准规定, 对实验数据进行相应处理, 标定出了内外管差压流量计在不同雷诺数下的流出系数。为了拓展本设备的测量范围, 主要围绕着2.101~21.741m3/h范围内的试验数据进行分析, 我们能够发现二者之间存在一定差别。

综合实验结果来看, 新型流量计与内锥流量计相比, 能够发现误差曲线较为平缓, 且峰值处于较低水平, 说明了误差较小。同时, 在实验中, 我们发现新型设备曲线几乎集合重合, 可见设备预测虚高值在预期范围, 能够符合实践工作的节能减排需求, 一般误差在5% 以内, 具有稳定性特点[3]。同时为了检验出流出系统, 提高流量值准确性和真实性, 笔者还结合了两组实验数据进行验证, 得到了该误差更小, 在1% 之内, 满足差压式流量计流量测量的精度需求。在工业生产中, 可以将设备测出数据作为参考依据, 为后续生产工作提供支持, 真正意义上实现节能减排的目标, 提高资源利用效率, 创造更多效益。

3 、结论

根据上文所述,上海自动化仪表股份有限公司通过对两个设备进行模拟实验, 结合实验数据进行分析, 最终确定了节流比 β=0.6 为新型设备的最佳尺寸, 同时为了验证方针结果的可靠性和真实性, 笔者对各类数据进行了比对后发现, 方针结果无论是信度, 还是效度都符合要求。

将内锥流量计作为参照设备, 对比结果表明, 新型流量计在多个方面都具有较为突出的特性, 其中新设备对流体产生的扰动较小, 压损比减小, 差压信号具有较强的稳定性。针对工业领域而言, 压力损失耗能仅为内锥设备的25%, 能够在很大程度上节约更多成本, 为工业生产带来更多经济收益。同时为了深入了解设备特性, 本公司技术工程师又进行了很多标定实验, 从实验结果中我们发现, 设备量程比10:1, 测量精度较高, 与设备技术要求相契合, 充分证明了差压孔板流量计在工业生产领域具有较强的适用性。

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