常見問題

生產(chǎn)現(xiàn)場對于電磁流量計的選擇介紹說明

在油田很多生產(chǎn)現(xiàn)場所使用的流量計選型不夠合理，有的存在安裝錯誤，造成計量誤差過大，還有些不能滿足生產(chǎn)或原油交接計量的需要，流量計是石油開采企業(yè)最常用的儀表。很多形式的流量計都能計量原油，但選擇時僅靠經(jīng)驗和單純考慮購置費進行選型，可能會失去選擇最適合儀表的機會。由此可見正確選擇和使用流量計并非易事。要正確和有效地選擇原油流量計，必須考慮以下5個方面的因素，即性能要求、原油物性、安裝要求、環(huán)境條件和費用。

流量計性能要求

選擇流量計在性能要求上考慮的內(nèi)容有：瞬時流量、累計流量、精確度、重復(fù)性、線性度、流量范圍和范圍度、壓力損失、輸出信號特性和響應(yīng)時間等。不同測量目的，在流量計性能方面有不同選擇。如原油貿(mào)易結(jié)算計量對精確度要求較高；連續(xù)測量過程控制通常要求良好的可靠性和重復(fù)性，有時還要求寬的范圍度，對測量精確度要求應(yīng)放在次要地位；油田生產(chǎn)現(xiàn)場不要求流量計有太高的精度，但對原油物性和工況有較好的適應(yīng)性。

如既要計量總流量，又要應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中，如流量計既作為原油交接計量口，又要考慮原油管線泄漏報警裝置信號采集，流量計精確度的確定要在整個系統(tǒng)控制精確度要求下進行，因為整個系統(tǒng)不僅有流量檢測的誤差，還包含有信號傳輸、控制調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)的誤差和各種影響因素，如操作執(zhí)行環(huán)節(jié)往往有一定的誤差，對測量儀表確定過高的精確度是不合理和不經(jīng)濟的。流量計規(guī)范確定的精確度等級是在一定流量范圍內(nèi)，如果在規(guī)定范圍內(nèi)使用，一般精確度有保證，超過規(guī)定的流量范圍，實際精確度比標稱值低，測定的流量低于流量計最小測量值時有可能流量計不啟動，通常流量計的使用范圍應(yīng)該在標稱范圍的30%～80%內(nèi)使用。用于貿(mào)易結(jié)算要求較高精確度，一般應(yīng)不低于于0.2級，還應(yīng)考慮精確度的持久性和檢定周期的關(guān)系，能否保證在整個檢定周期內(nèi)都合格。流量計的壓力等級應(yīng)高于工藝流程要求的壓力等級一個數(shù)量級，如工藝流程為4MPa，選用的流量計一般應(yīng)為6.4MPa。原油流量計都應(yīng)當(dāng)具備防爆功能，防爆等級應(yīng)滿足油氣站、庫設(shè)計規(guī)范和安全要求。

重復(fù)性在過程控制應(yīng)用中是重要的指標，由流量計本身原理與制造質(zhì)量所決定，但在實際應(yīng)用中，流量計的重復(fù)性被許多因素如原油黏度、密度、周圍電磁場干擾等因素影響，因此要求重復(fù)性好的場所，不應(yīng)選擇環(huán)境、介質(zhì)和工況影響敏感的流量計。

容積式流量計通常以機械或脈沖頻率輸出，直接得到累計流量，具有較高精確度，適用于計量總量，如需輸出瞬時流量需配備相應(yīng)的發(fā)訊裝置。電磁流量計、超聲波流量計等在原理上是以測量介質(zhì)流速推導(dǎo)出流量，響應(yīng)快，適用于過程控制（如泄露報警），通過積算后也可獲得總流量。在流量計選型時應(yīng)考慮生產(chǎn)工藝所要求的測量精確度、生產(chǎn)現(xiàn)場流量的波動范圍、在什么測量范圍內(nèi)保證精確度、生產(chǎn)或管理要求流量計的檢定周期、是否要現(xiàn)場在線實液檢定、流量計的壓力等級、防爆等級等。

選擇流量計的通徑應(yīng)按被測管道使用的流量范圍和被選流量計的上限流量和下限流量來選配，而不應(yīng)簡單地按管道通徑選用。通常設(shè)計管道流體最大流速是按經(jīng)濟流速來確定的。因為流速選擇過低，管徑粗投資大；流速過高則輸送功率大，增加運行費用。大部分流量計上限流量的流速接近或略高于管道經(jīng)濟流速，因此流量計通徑與管徑相同的可能性較大，安裝比較方便，如不相同也不應(yīng)相差太多，一般相鄰一檔規(guī)格，采用變徑管連接。

流量計范圍度為上限流量和下限流量的比值，其值愈大流量范圍愈寬。線性儀表有較大范圍度，0.5級容積式流量計一般為10∶1；0.2級容積式流量計一般為5∶1；非線性儀表則較小，通常僅3∶1，流量計精度越高范圍度越小，否則范圍度大。在選用時應(yīng)合理考慮兩者的關(guān)系。

安裝方面的考慮

不同原理的流量計對安裝要求有很大不同。例如差壓式、渦輪式流量計需要長的上游直管段，有些流量計則無此要求或要求較低。有些流量計需要考慮安裝位置與介質(zhì)流動方向、維護空間、安裝方向等。流量計計量性能受安裝狀況的影響很大，流量計誤差較大的原因，有一部分是安裝不善造成的。安裝方面考慮的因素有：流量計的安裝方向、原油流動方向、上下游直管段、閥門位置、振動、電磁干擾和維護空間等。

有些流量計水平安裝和垂直安裝在計量性能上有差別，例如原油垂直向下流動帶給流量計轉(zhuǎn)動元件額外力，會顯著影響性能，線性或重復(fù)性變壞。大部分流量計的安裝方向生產(chǎn)廠商作出規(guī)定，應(yīng)予遵守。安裝方向還取決于原油的物性，如水平安裝可能沉淀固體顆粒損害流量計軸承。有些流量計只能在某一流動方向工作，錯誤安裝成反向流動會損壞流量計。使用這類流量計還應(yīng)注意在誤操作條件下是否有可能產(chǎn)生反向流動，如有此可能就需要安裝止回閥以保護流量計。能雙向工作的流量計，正向和反向之間測量性能亦可能有些差異。維護空間的重要性常被忽視。一般來說應(yīng)能進入到流量計周圍，易于維護，并能有更換整機的位置。

有些流量計（如科氏質(zhì)量流量計）易受振動干擾，應(yīng)考慮可靠支撐。流量計的管線上總是有控制閥。控制閥應(yīng)裝在流量計下游，以避免由閥門產(chǎn)生任何流速分布擾動和氣穴，從而影響測量精度。

有些流量計可能需要安裝保證儀表正常運行的附加防護設(shè)施。例如容積式和渦輪式流量計一般在其上游安裝合適的過濾器、消氣器。

原油物性和輸油工況方面的考慮

原油流量計的運行狀況受到原油溫度、輸油壓力、原油密度、原油黏度、流量大小等因素的影響。原油的物理性質(zhì)隨溫度和壓力的變化要發(fā)生一定變化。當(dāng)原油以流量計進行計量時，由于溫度、壓力、黏度等因素的變化均會影響原油的體積。其中溫度是流量計計量中影響最大的一個參數(shù)。溫度的改變會引起一系列參數(shù)的改變，它使原油的體積、密度、黏度以及流量計殼體與內(nèi)部部件之間的間隙發(fā)生變化，因而導(dǎo)致漏流量的變化。如溫度降低，原油中的石蠟和焦質(zhì)物粘附在殼體內(nèi)壁和部件上，這樣就改變了流量計計量腔的體積，直接影響流量計的計量準確度。在原油計量時，容積式流量計是最常使用的，它的計量原理，就是流量計殼體內(nèi)有一個精確的計量腔，流量計通過記錄原油充滿計量腔的次數(shù)來計量所輸送原油的體積量。由于流量計轉(zhuǎn)子和計量室壁之間有一定的間隙，加上轉(zhuǎn)子及計量室的加工誤差，必然引起被測介質(zhì)的泄露，但一般都在設(shè)計允許范圍內(nèi)，因此引起流量計的附加誤差主要由流量、黏度、溫度、壓力以及運行時間等因素造成。

經(jīng)濟因素

經(jīng)濟方面只考慮儀表的購置費是不全面的，還應(yīng)考慮其他的費用，如附件購置費、安裝費、維護和流量計檢定費、運行費和備件費等。貿(mào)易結(jié)算計量還應(yīng)比較計量誤差造成的經(jīng)濟損失。

流量計運行費用主要是工作時能量消耗，包括電動儀表內(nèi)部電氣件的電力消耗，以及測量過程中推動流體通過儀表所消耗的能量，亦即克服流量計因測量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費。有些流量計采用干電池供電，電池消耗費用也是很可觀的。泵送費用是一個隱蔽性費用，往往被忽視。例如差壓式儀表差壓裝置產(chǎn)生的壓差，有相當(dāng)大阻力。電磁流量計和超聲波流量計此項費用忽略。

流量計都應(yīng)當(dāng)執(zhí)行周期檢定，檢定周期應(yīng)按儀表實際應(yīng)用頻度確定，但不應(yīng)超過檢定規(guī)程的規(guī)定。檢定費用占有流量計運行費用的較大比例。維護費用為儀表安裝投入使用后保持測量系統(tǒng)正常工作所需費用，主要包括維護勞務(wù)和備用件費。有運動零部件的儀表一般需要較多維護工作，如定期調(diào)換易磨損軸承、軸、轉(zhuǎn)子、傳動齒輪等。

環(huán)境條件方面的考慮

流量計選型過程中應(yīng)考慮儀表的周圍條件及其預(yù)期變化，包括環(huán)境溫度、濕度、安全性和電氣干擾等。儀表的電子部件和某些儀表流量檢測部分會受環(huán)境溫度變化影響。例如，流量計殼體尺寸變化，通過儀表殼體傳熱改變流體密度和黏度等；影響到顯示儀表電子元件時，將降低測量性能。有時候采取轉(zhuǎn)換顯示部分和流量傳感器分別裝在不同場所，以保證電子元件免受溫度影響。高濕度會加速大氣腐蝕和電解腐蝕并降低電氣絕緣，低濕度容易產(chǎn)生靜電。這些都會對流量計的電路部分產(chǎn)生影響，有時甚至造成故障。

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