智能旋進漩渦流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體的新一代流量計，能自動跟蹤修正被測氣體的溫度、壓力和壓縮因子，直接檢測氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量。因為其無機械轉(zhuǎn)動部件，可靠性高，穩(wěn)定性好，維護量少，在華北油田公司第四采油廠生產(chǎn)現(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用。但由于計量儀表的誤差，運行工況的變化以及其他因素帶來的誤差，降低了智能旋進漩渦流量計的計量精度。因此，找出引起流量計誤差的因素，提出改進措施，對于提高天然氣的計量精度具有重要意義。

一、智能旋進漩渦流量計工作原理

  智能旋進漩渦流量計屬于速度式測量儀表，進入流量計的流體通過漩渦發(fā)生器產(chǎn)生漩渦流，漩渦流在文丘里管中旋進，到達收縮段突然節(jié)流使漩渦流加速。當(dāng)漩渦流進入擴散段后，因回流的作用強迫進入旋進式二次旋轉(zhuǎn)，漩渦流的頻率與介質(zhì)速度成正比并且為線性關(guān)系，由壓力傳感器檢測，檢測的微弱電信號經(jīng)處理可轉(zhuǎn)換為流量信號。

二、引起誤差的主要因素

  流量計產(chǎn)生誤差的因素，計量儀表引起的誤差（流量范圍、壓力變化、直管段因素），使用條件變化引起的誤差（機械振動、介質(zhì)中含有雜質(zhì)、電磁干擾）等，因此在使用智能旋進漩渦流量計的過程中，必須考慮到這些因素是否會影響到流量計的正常工作。

1、計量儀表誤差

（1）流量范圍

  每個規(guī)格的流量計均有其流量范圍，當(dāng)介質(zhì)流量低于流量下*，如果介質(zhì)流速過低，無法檢測流速，將無法保證精度；而當(dāng)流量高于流量上*，TDS旋進式流量計的壓力損失過大，會產(chǎn)生丟脈沖、漏計等現(xiàn)象，無法保證流量計的精度。

  另外，由于油田開發(fā)的特殊性，一般在開發(fā)初期，氣量比較大，到開發(fā)后期，氣量不斷減少，因此流量計的量程比是一個關(guān)鍵的因素。在流量計選型時，必須以工作流量處于流量計所能覆蓋的流量范圍內(nèi)為原則。TDS旋進式流量計的量程比一般在15∶1左右，超出量程的上限或下限，均會出現(xiàn)較大的計量誤差。

（2）壓力

  壓力的檢測對氣體的準(zhǔn)確測量起著決定性的作用，特別是要減少相對誤差，對于一個精度為±0.5%FS（滿量程精度），量程為0.5MPa的壓力傳感器，其測量zui大誤差為0.5MPa×0.5%=±2.5kPa；而在檢測200kPa的介質(zhì)壓力時，其zui大相對誤差為±2.5/200×=±1.25%。由此可見，隨著檢測點壓力的升高，相對誤差越來越小，因此在使用前一定要根據(jù)工況的zui高壓力選擇合適的傳感器量程。

  此外，壓力損失大是旋進式流量計的一個缺陷，經(jīng)過不斷改進，已使壓力損失得到了有效控制，但與渦輪流量計等相比還有差距。因此，當(dāng)有壓力損失要求時，若選擇TDS系列流量計，應(yīng)考慮此因素。

（3）直管段

  從智能旋進漩渦流量計的計量原理可知，流體介質(zhì)的流動狀態(tài)對測量結(jié)果有較大的影響，故在流量計的前后部位，應(yīng)有足夠長的直管段以保證介質(zhì)的穩(wěn)定流動。

  一般地，表前直管段不小于5D，表后直管段不小于1D。如果受空間限制，例如表前無節(jié)流件時，表前直管段可放寬至不小于3D。但表前有節(jié)流件時，必須滿足表前直管段不小于5D。

  表前為擴大段，直管段不大于3D時，精度基本不受影響；表前有節(jié)流件而直管段不大于5D時，誤差一般不大于3%～5%。

2、工況變化誤差

  該誤差主要是由脈動流現(xiàn)象和超量程、流程頻繁波動引起的。管道中氣體流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動流，引起差壓波動，當(dāng)節(jié)流裝置出現(xiàn)明顯的脈動流時，計量可能產(chǎn)生較大誤差。有關(guān)文獻指出，脈動流引起的誤差zui大可達20%～30%。當(dāng)前，脈動的主要來源為輸氣干線。

（1）機械振動

  管道的強烈機械振動會對流量計產(chǎn)生影響，TDS系列流量計的抗機械振動能力雖然明顯優(yōu)于LUXZ，但在有強烈機械震動的場合，TDS系列流量計的度可能會降低。

（2）氣體雜質(zhì)

氣體分離不*，氣質(zhì)含有較大顆?；蛴休^長纖維雜物時會堵塞流量計，影響流量計傳感器對渦流旋轉(zhuǎn)頻率的測量，使流量計的精度下降；另外，分離不*的天然氣氣質(zhì)中含有液體，會腐蝕流量計的各個連接部位和傳感器（經(jīng)化驗，華北油田采油四廠域內(nèi)部分井站的氣體含有H2S），連接部位使用的密封墊片腐蝕后會造成流量計的局部滲漏，影響了流量計的計量。

（3）電磁干擾

  無論是標(biāo)定設(shè)定參數(shù)，還是廠家設(shè)定參數(shù)，均存于旋進漩渦流量計積算儀中的電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）中，在斷電的情況下也可*保存，當(dāng)遇到強烈的電磁干擾沖擊或其他較強干擾時，這些參數(shù)也存在部分變化的可能性。儀表內(nèi)部參數(shù)的變化會導(dǎo)致儀表癱瘓，產(chǎn)生無規(guī)則的計量結(jié)果。

3、其他誤差

  操作不到位、管理不嚴(yán)等因素也會引起較大的計量誤差；在安裝流量計的地方，為了便于維修，一般都設(shè)有旁通流程，如果旁通閘門沒有關(guān)嚴(yán)或者有內(nèi)漏，便會引起較大的計量誤差；沒有按期檢定流量計，相關(guān)參數(shù)漂移也會引起較大的計量誤差。

三、降低誤差的措施

1、正確選擇量程范圍

  合理選擇量程范圍，使用前詳細閱讀說明書?？紤]到流量計的使用環(huán)境一般較為惡劣，有振動、脈動等干擾存在，當(dāng)流量計經(jīng)常處于下限流量工作時，很難保證計量精度，因此，應(yīng)使流量計的流量范圍處在流量計工況zui大流量的20%～90%。

  對于TDS或LUXZ系列旋進式流量計，一般當(dāng)流量不大于zui大工況流量的1.5倍時，可正常計量，但會出現(xiàn)-1.5%～-3%的偏差；當(dāng)流量不小于zui大工況流量的1.5倍時，可能會出現(xiàn)較嚴(yán)重的負偏差，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重丟失脈沖。

2、合理確定流量計的壓力等級

  智能流量計必須準(zhǔn)確檢測介質(zhì)的壓力，才能保證流量計的準(zhǔn)確計量。流量計的壓力檢測精度必須以相對誤差計算，而壓力傳感器的準(zhǔn)確度一般以應(yīng)用誤差計算。智能流量計中，已對壓力檢測采取了分段修正，當(dāng)介質(zhì)壓力不小于1/3設(shè)計壓力時，可保證壓力檢測的相對誤差不大于±0.4%；但當(dāng)壓力低于1/3設(shè)計壓力時，相對誤差可能就不能保證小于±0.4%。因此應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際介質(zhì)zui高壓力確定傳感器量程，否則，若用較高壓力規(guī)格的壓力傳感器檢測低壓（不大于1/3設(shè)計壓力），就不能保證流量計應(yīng)有的精度。

目前，一般選用的傳感器規(guī)格的壓力等級有0.6、1.0、1.6、2.5、4.0和6.0MPa。

3、按照規(guī)范正確安裝

  嚴(yán)格按照流量計的安裝要求安裝，在氣質(zhì)中含有原油和微量顆粒雜質(zhì)的情況下，力爭垂直安裝，防止原油顆粒雜質(zhì)淤積在漩渦發(fā)生體周圍，出現(xiàn)計量誤差；在冬季對流量計機殼體進行保溫，以免積液；另外，在流量計的安裝過程中，必須明確介質(zhì)的流動方向，不能反向安裝。

盡可能避免振動及高溫，遠離流態(tài)干擾元件（壓縮機、分離器、調(diào)壓閥、大小頭匯管及彎頭等），保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直，保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體，表前直管段不小于5D，表后直管段不小于1D。

4、加強日常管理

  為了減少計量誤差，應(yīng)在正式安裝前將儀表送往有鑒定資質(zhì)的部門進行全量程范圍內(nèi)的標(biāo)定；在使用過程中，對儀表的渦流體及其他構(gòu)件進行定期檢查或清洗；定期進行儀表標(biāo)定（一般為1次/a）；不定期查看電池狀況，檢查儀表系數(shù)及鉛封狀況；定期檢查儀表工藝流程狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。

四、天然氣計量儀表的發(fā)展趨勢

  由于電子技術(shù)、計算機以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速進步，天然氣計量已逐步向在線、實時、智能的方向發(fā)展，同時依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)遠程化通訊、控制和管理。對于整個天然氣計量系統(tǒng)，流量計只是提供氣體測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一部分，除了流量計之外，還有能提供補充測量數(shù)據(jù)的輔助儀表系統(tǒng)（壓力傳感器、溫度傳感器、氣體密度計、氣相色譜儀等），和能按標(biāo)準(zhǔn)程序記錄、儲存和傳輸測量數(shù)據(jù)的計算數(shù)據(jù)收集和傳輸系統(tǒng)，以及向全公司發(fā)布數(shù)據(jù)的計算機網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)技術(shù)的發(fā)展會使氣體測量信息的傳遞速度越來越快。為了提高測量精度，加快測量數(shù)據(jù)的傳遞發(fā)送，擴大測量設(shè)備的自我診斷能力，預(yù)計在測量系統(tǒng)中會更多地采用內(nèi)置式微處理機。過去流量儀表選型比較單一，近幾年隨著對流量計的研究和開發(fā)，流量儀表選型從單一儀表向多元化儀表發(fā)展。例如，對于中小流量工況，可選擇智能型速度式流量計（渦輪、漩進漩渦流量計）；對于高壓、大流量工況，可選擇氣體超聲流量計。近期又出現(xiàn)了一種新型流量計———內(nèi)文丘里管，可適用于流量變化范圍大的中低流量工況。

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