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旋进旋涡流量计进气道阻塞和磨损对计量差错的影响

1问题的提出旋进旋涡流量计(以下简称流量计)作为一种高精度的气体流量计量仪表,与其它流量计相比,具有结构紧凑,操作简单,准确度高,量

1问题的提出

旋进旋涡流量计(以下简称流量计)作为一种高精度的气体流量计量外表,与其它流量计比较,具有结构紧凑,操作简略,精确度高,量程比宽,设备运用方便,不受介质密度和粘度影响并可直接读数等长处。因而,近年来,被越来越广泛地运用于油气田天然气的计量中。但是,跟着该流量计在油田天然气计量中的运用,逐步产生了一些问题。例如,因为实践出产计量中天然气的成分不纯,往往夹杂着一些杂质(如原油、沙砾等),简单构成流量计进气道的阻塞和磨损,然后影响流量计的计量差错。假如流量计在两次检定的周期内产生这些毛病,人们往往搞不清楚这些毛病对流量计计量差错的影响终究有多大,到底是正差错仍是负差错,不利于精确剖析差错产生的原因,正确判别并排除毛病。因而,本文作者企图模仿流量计在出产现场的运用状况,运用试验的办法,确认流量计在不同状况下的计量差错,为实践出产供给必定的参阅依据。
2试验办法及数据
旋进旋涡流量计的结构首要由壳体1、旋涡产生器2、压电传感器3、出口导流体4以及积算仪5等部件组成(见图1)。其作业原理是:当沿着轴向的气体进人流量计人口时,旋涡产生器的螺旋形叶片逼迫气流进行旋转运动,所以在旋涡产生器中心产生旋涡流,旋涡流在文丘利管中旋进,抵达缩短段忽然节省使旋涡流加速,当旋涡流进人分散段后,因回流效果逼迫进行旋进式二次旋转。在某一流量范围内,旋涡流的旋转频率与介质流速成正比,并为线性。压电传感器检测的弱小电荷信号经前置扩大、滤波、整形后,变成频率与流体流速成正比的脉冲信号,最终送流量积算仪进行计数处理。
大都流量讨一的旋涡产生器是铝制资料,简单被腐蚀和磨损,一起,因为旋涡产生器的进气道比较狭隘,在实践计量中简单被杂质阻塞。因而,依据这种特色以及实践运转中简单产生的毛病,咱们规划了如下两种试验计划:
其一,挑选一台检定合格的新流量计,将其设备在钟罩式气体流量规范设备上,调理省量调理阀,依据《速度式流量计检定规程》( JJG198一94)在大流量下重复检定三次,核算出该流量点的均匀外表系数Ko。然后用Gl香糖阻塞住旋涡产生器的一个进气道,在不改动流量调理阀状况的状况下,对该流量计重复检定三次,核算出该流量点的均匀外表系数K1、相同的状况,别离阻塞旋涡产生器的两个、三个直至五个进气道(即只剩下1个进气道不堵)进行检定,求出对应的外表系数Ki.(详细试验数据见表1)
其二,挑选一台检定合格的新流量计,调理省量调理阀在最大和最小流量点下别离求出其外表系数Ko,然后将流量计卸下、拆开,用手动砂轮机将旋涡产生器进气道的每个叶片磨去1 mm,尽量坚持流量调理阀的开口状况与原始状况共同,对流量计别离在大流量和小流量点进行检定,求出该状况下的外表系数K,,相同的状况,别离将旋涡产生器的进气道叶片磨去2一Smm再进行检定,求出对应的外表系数Ki.(详细试验数据见表2)

表1、表2中的外表系数和线性度的核算拜见《速度式流量计检定规程》( JJG198一94)中对流量计的外表系数和线性度的核算办法。相对差错的核算则是运用公式逐步推导出来的。
假定流量计在旋涡产生器阻塞或磨损后的某次检定中所宣布的脉冲数为N,依据检定规程的核算办法能够求出这时的外表系数K},因为钟罩内的气体温度和气体压力与流量计处的温度、压力不同不大,在不考虑温度压力批改的状况下得出公式(1)
式中v为钟罩的规范体积。
一起,因为流量计内所设置的外表系数为原始状况的外表系数K0,依据流量计积算仪的作业原理能够得出公式(2):
运用公式(4)能够求出改动旋涡产生器后的梅次相对差错。
3试验成果的剖析
从表1的数据中能够看出,当逐一阻塞旋涡产生器的进气道时,因为流量计的有用流转面积逐步变小,压力丢失增大,其流量值越来越小。一起,还能够看出外表系数越来越大(阻塞5个进气道状况在外),标明阻塞单个进气道后,旋涡流的旋转频率加速,压电传感器宣布的脉冲数增多,流量计的显现值也比实践数值大,然后构成正相对差错越来越大。当阻塞5个进气道,只剩下1个进气道时,因为气流转过这个进气道后不能构成完好的旋涡流,致使旋涡流的旋转频率变慢,构成负相对差错。
从表2的数据中能够看出,跟着进气道每个叶片磨损程度的加深,气流转过磨损了的进气道后不能构成完好的旋涡流,致使旋涡流的旋转频率逐步变慢,压电传感器宣布的脉冲数削减,流量计的显现值也比实践数值小,构成负相对差错越来越大。经过对表2中最终一组数据的剖析,能够看出,当进气道的进口边际被磨损后,外表系数和相对差错都产生厂较大的改变,这说明旋涡流的产生首要依托进气道的进口形状。
经过试验能够得出,在实践出产计量进程中,假如产生阻塞两个以上进气道的状况(或许进气道被磨损1 mm以上),都将会构成10%以上的正(或负)相对差错,这种计量差错即便在计量站的一级计量中也是不允许的。因而,在流量计的运用进程中,应该严厉依照有关要求设备运用,定时拆开、清洗过滤器,发现计量数据反常,要及时清洗或替换流量计的旋涡产生器,并送检定组织检定后再运用。
别的,本试验仅仅一个模仿试验,试验办法和进程还存在一些不足之处,例如,流量计在现场运用产生阻塞时,会不会是只将一个进气道彻底阻塞,而其它的进气道内没有杂质;旋涡产生器在什么状况下,运用多长时间会被磨损1mm等等。因而,本试验只能定性地得出一些定论,而不能定量地进行剖析。

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