旋进旋涡气体流量计的原理及技术特点

1前言

旋进旋涡气体流量计在原油生产与储运过程中，应用较为广泛的一种速度式流量计，由于其无可动部件，具备温度压力修正功能，在恶劣的现场条件下能够测量出天然气标准流量值，具有较高的性价比，能够满足企业内部生产经营管理要求。

2在现场的使用情况

目前在石油、石化系统，该型号流量计主要如下场合使用：

（1）用于原油生产过程中的伴生气计量，主要安装于油液分离器的上部的天然气出口部位，经过分离的天然气经计量后，又混入集输管线，输往中转站。由于伴生气中含有一定量的轻烃、二氧化碳、水等介质，随着温度、压力的变化，呈饱和状态的上述组分会从天然气中呈凝析出来，在含量《15%时，计量准确度≤±5%，因此，该流量计在原油生产现场的应用较多，占气体流量计的95%。

（2）用于原油中转、集输站库经过油气水三相分离器处理后，天然气储运计量。在天然气轻烃、二氧化碳、水等介质含量《5%情况下，计量准确度≤±3%。

（3）用于原油集输站库生产用锅炉、热水加热炉等耗能设施的天然气消耗计量，经过上述加热设施产生的蒸汽和热水，作为载能工质用于原油储运中的伴热保温。因天然气较为纯净，计量准确度≤±2%。

（4）用于企业各二级单位间生产、生活天然气的内部交接计量。如生活区居民用气，供热站燃料计量等，准确度≤±1.5%。

3原理及技术特点

旋进旋涡流量计的测量原理：进入流量计的气体在旋涡发生体的作用下，产生旋涡流，旋涡流在文丘里管中旋进，到达收缩段突然节流，使旋涡加速；当旋涡流突然进入扩散段后，由于压力的变化，使旋涡流逆着前进方向运动；在进动区域内该信号频率与流量大小成正比，通过流量传感器的压电传感器检测出这一频率信号，并与固定在流量计壳体上的温度传感器和压力传感器检测出的温度、压力信号一并送入流量计算机中处理，zui终显示出天然气的温度、压力和标准状态下（20℃、101.325kPa）的体积流量等参数。适合于管道煤气、天然气、LNG压缩天然气、过热蒸汽等高流速、低密度流体计量。

目前使用的智能型旋进旋涡流量计，主要有如下特点：

（1）量程比≥1：15，电路采用表面贴装工艺、结构紧凑。大屏幕LCD显示标准体积流量、标准体积总量、温度、压力和电池容量，显示清晰直观，读数方便。

（2）采用微功耗高技术，内、外电源均供电，内电池可连续使用五年，整机功耗低，具有防爆功能，能够在油气集输站库内使用。

（3）采用高性能微处理器和现代滤波技术，软件功能强大，性能优越；具有485通讯和（4～20）mA模拟及脉冲信号输出，方便集中控制和自动化管理。

（4）采用独特的双传感器和电路处理技术，有效地解决了压力波动和机械振动对该类型流量计的干扰，计量准确可靠。集温度、压力、流量传感器和流量计算机于一体，可对被测气体温度、压力和压缩因子自动跟踪修正，直接计量气体在标准状态下的体积流量和总量。

（5）无机械可动部件，稳定性好，维修量少，直管段要求低（前≥5DN、后≥3DN）。

（6）在使用与维护符合安装技术要求情况下，基本上不用维护，因此流量计应尽量避免振动、强磁场及随离流态干扰元件（如压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等）影响，测量介质尽量保证为纯净的单相流体。

4技术要求及误差控制

根据目前油田大都使用口径≤DN100以下流量计实际，ΔP平均为工作压力的15%，是一种非节能型仪表，同时，在使用中要避免下述问题的出现。

（1）测量介质尽量保证为单一牛顿体，如果原油及微量颗粒杂质较多，应在流量计之前安装分离、过滤器，否则会造成测量值大于实际值。

（2）流量计的选用应该根据介质的实际流量，而非安装管线的直径，这一点非常重要，如江苏油田某一测量点管径为DN100，而天然气实际流量为30m3/h，该流量处于DN100旋进旋涡流量计50m3/h～800m3/h额定量程的下限，使计量误差》5%，超过了天然气供、用户交接准确度≤±2%范围。为此，设计部门按规范改变了测量管段内径，重新安装了一台DN50口径，额定量程为50m3/h～800m3/h的旋进旋涡流量计，计量误差≤±2%，计量数据得到交接双方认可。

（3）要避免因压力传感器的量程选择，和温度、压力传感器误差变化产生的计量误差，由于目前使用的智能旋进旋涡流量计的压力传感器量程为2.0MPa，在气体实际测量压力≤0.3MPa时，会使标准状态下的天然气计量误差增大。同时，由于油田使用的智能旋进旋涡流量计，大部分用于非贸易计量交接，流量计未能按期检定，导致压力、温度传感器产生零点飘移，造成天然气计量误差增大，因此必须对流量计按期进行检定与校对。