油气流量计是一种安装在泵组或处理管线上的装置,用于测量流体流量。油气流量计可用于测量液体或气体的流量,并有多种配置和不同的工作原理可供选择。

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油气流量计

每天,大量的油气需要进行往返运输、提炼和交接。腐蚀性介质和恶劣环境等诸多油气流量测量难题,是我们日常工作中面临的挑战。这需要成熟且安全的技术。通过仪器测量和显示监控,可以实现安全可靠的运行。

用于测量油气流量的流量计种类繁多,每种流量计都有其自身的优缺点。以下内容将探讨这些优缺点。

Coriolis Flow Meter

科里奥利流量计 是一种质量流量计。它的设计和工作原理与热式或差压式质量流量计不同。科里奥利流量计 活动部件少,无需直管,即可提供极其精确的质量或体积流量、密度和温度测量。

科里奥利流量计也称为科里奥利质量流量计。它基于微动力学原理,可提供极其精确的质量或体积流量、密度和温度测量。

优点

  • 科里奥利质量流量计直接测量 质量流量,测量精度高。
  • 它可测量多种流体,包括高粘度液体、含固体的浆料、含痕量气体的液体以及密度足够的中高压气体。
  • 测量管振动幅度小,可视为非运动部件,且测量管路内无任何障碍物或运动部件。
  • 它对上行流速分布不敏感,因此无需上下游管道为直管。
  • 测量值对流体粘度不敏感,流体密度的变化对测量值的影响也很小。
  • 可进行多参数测量,例如同时测量密度,并由此推导出测量溶液中溶质的浓度。

缺点

  • 科里奥利质量流量计 零点的不稳定性会造成零点漂移,这会影响其精度的进一步提升。许多类型的流量计需要将总误差分为两部分:基本误差和零点不稳定性测量误差。
  • 科里奥利质量流量计不能用于测量低密度介质和低压气体。液体中的气体含量超过一定限值(取决于型号)会显著影响测量值。
  • 科里奥利质量流量计对外部振动干扰更为敏感。为了防止管道振动的影响,大多数型号的科里奥利质量流量计对流量传感器的安装和固定都有较高的要求。

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Ultrasonic Flow Meter

超声波流量计 能够快速有效地测量液体流量。超声波流量计的技术主要分为两种:多普勒频移式和时差式。

时差式超声波流量计 最适合测量清洗液的流量,因此也是最常用的超声波流量计类型。

多普勒式超声波流量计 可以测量气流中气泡或颗粒反射的声波的频率差,适用于含气或含杂质的液体。

优点

  • 夹装式超声波流量计可实现非接触式流量测量。即使是插入式或内置式超声波流量计,其压损也几乎为零,具有最佳的流量测量便捷性和经济性。
  • 超声波流量计可测量水、气体和油等多种介质,应用领域非常广泛。
  • 超声波流量计的制造成本几乎与口径无关,在大口径流量测量场合,其价格合理、安装使用方便,具有综合竞争力。
  • 便携式超声波流量计可测量各种管径和材质管道的流量, 是进行在线校准、比对或定期验证的理想标准流量计
  • 超声波流量计基于长度和时间这两个基本物理量,具有溯源性优势,有望超越其他流量计原理,成为流量标准的载体,甚至成为流量标准本身。

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缺点

  • 目前超声波流量计的主要缺点是可测量流体的温度范围受限于超声波换能器及其与管道之间的耦合材料的耐温性,且高温下被测流体的声速原始数据不完整。目前,我国仅能用于测量200℃以下的流体。
  • 其抗干扰能力较差,易受气泡、结垢、泵等超声波噪声的影响,导致精度下降。若出现上述情况,精度会略微降低,严重时甚至无法显示。
  • 超声波流量计的测量回路比普通流量计更为复杂。这是因为一般工业测量中液体的流速通常只有几米/秒,而声波在液体中的传播速度约为1500米/秒。

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Vortex Flow Meters

涡街流量计 又称涡街脱落流量计,适用于蒸汽及各种液体和气体的流量测量。

涡街流量计是一种体积流量计 ,它基于卡门涡旋原理,测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标准条件下的体积流量或质量流量。当流体流经 涡街流量计的除尘杆时,会形成涡旋。涡旋脱落的频率与流体速度成正比。涡街流量计可配置温度和压力补偿功能。

缺点

  • 涡街流量计没有运动部件,测量元件结构简单,性能可靠,使用寿命长。
  • 涡街流量计测量范围宽,量程比一般可达1:10。
  • 涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热参数的影响,通常无需单独校准。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。
  • 其压力损失小。
  • 精度高,重复性为0.5%,维护量少。

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缺点

  • 涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体的温度、压力和密度等热参数的影响。但液体或蒸汽的最终测量结果应为质量流量,气体的最终测量结果应为标准体积流量。质量流量和标准体积流量均需根据流体密度进行转换,并且必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。
  • 抗振性差。
  • 对测量脏污介质的适应性差。涡街流量计的发生体容易被介质污染或被污垢缠绕,导致几何尺寸改变,严重影响测量精度。
  • 对直管段要求高。专家指出,涡街流量计的直管段必须保证前端40D和20D满足测量要求。
  • 耐温性差。涡街流量计通常只能测量温度低于300℃的介质的流量。

thermal mass flow meter

热式 气体质量流量计 是一种无需温度和压力补偿即可检测气体质量流量的流量计。

热式质量流量计不受粘度、密度、温度或压力变化的影响。热式质量流量计基于热扩散原理设计。

适用于天然气、煤气、液化气、火炬气、氩气、二氧化碳及其他混合气体的流量测量。

优点

  • 宽量程比。可测量流速范围从 100Nm/s 到 0.5Nm/s 的气体,可用于气体泄漏检测
  • 抗震性能优异,使用寿命长。传感器无运动部件和压力传感部件,测量精度不受振动影响。
  • 易于安装和维护。如现场条件允许,可在不停机的情况下进行安装和维护(需特殊定制)。
  • 数字化设计。采用集成数字电路测量,测量精度高,维护方便。
  • 可通过 RS-485 或 HART 通信,实现工厂自动化和集成。

缺点

  • 响应速度较慢,被测气体成分变化较大,由于cp值和热导率的变化,测量值也会发生较大变化,从而导致误差。
  • 对于小流量,流量计会给被测气体带来相当大的热量。
  • 对于热分布式热式气体质量流量计,如果被测气体在管壁上沉积影响测量值,则必须定期清洗;对于细管式流量计,更容易发生堵塞,在正常情况下无法使用。
  • 脉动流量的应用将受到限制。
  • 热式液体质量流量计在测量粘性液体时也受到限制。

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Differential Pressure Flow Meter

差压流量计 也称为DP流量计。差压流量计利用压差原理测量液体、气体和蒸汽的流量。

差压流量计的工作原理是:当介质流体流经 节流装置 时,压差与流量之间存在一定的关系。差压(DP)流量计是目前应用最广泛的流量测量产品之一,包括一体式孔板流量计、平均流速管流量计、文丘里管流量计、楔形流量计、水下流量计、孔板、孔板组件和喷嘴流量计等。

优点

  • 孔板流量计等应用最广泛的流量计结构坚固,性能稳定可靠;
  • 其应用范围广泛,至今仍是应用最广泛的流量计类型;
  • 检测部件、变送器和显示仪表可由不同厂家生产,便于大规模生产。

延伸阅读:孔板流量计

缺点

  • 测量精度不稳定。受安装和流体冲击(如孔板、喷嘴流量计等)的影响,易磨损,进而影响测量数据的准确性;
  • 量程较窄,一般为3:1~4:1;
  • 现场安装条件要求较高,安装不准确会对测量精度产生较大影响;
  • 压力损失较大。

Volumetric Flow Meters

容积式流量计 作为一种 机械式流量计 ,是常见的体积流量计类型。它能够测量高粘度和腐蚀性流体的体积流量。

  • 测量精度高;
  • 安装管道条件不影响测量精度;
  • 适用于高粘度液体;
  • 量程宽;
  • 直读式流量计无需外部能量即可直接获取累计流量和总流量。
  • 读数清晰明了,操作简便。

优点

  • 测量精度高,基本误差一般为±0.5%R,特殊型号可达±0.2%R或更高,尤其适用于对测量精度要求较高的场合。
  • 测量旋转流和管道阻塞引起的流速场畸变时,测量精度不受影响。对前端直管段无要求。
  • 可用于测量高粘度流体。流量范围宽,一般为10:1至5:1,特殊情况下可达30:1或更高。
  • 可现场直接读取流量,无需外接电源。可测量累计流量,显示清晰,操作便捷。

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缺点

  • 该流量计结构设计复杂,体积庞大且重量较重,尤其是大口径流量计。体积巨大,仅适用于中小口径流体。
  • 与其他通用流量计(如孔板流量计、浮球流量计、电磁流量计、涡街流量计)相比,其测量介质类型、介质工作条件(温度、压力)和口径均受到一定限制,应用范围较窄。
  • 仅适用于洁净的单相流体。当流体中含有颗粒物和杂质时,必须在上游安装过滤器。这不仅会增加压力损失,还会增加维护工作量。如果测量含气液体,则必须安装气体分离器。

Turbine-Flow-Meters

涡轮流量计 是一种速度流量计,也称为叶轮流量计。可用于测量液体和气体的瞬时流量和累积流量。

涡轮流量计广泛应用于石油、有机液体、无机液体、液化气、天然气、煤气和低温流体的流量测量。涡轮流量计信号可分为脉冲信号或电流信号(4-20mA)。适用于二次显示器、PLC、DCS 和其他计算机控制系统。

优点

  • 价格适中。
  • 非常适用于中等流速、低粘度、流量稳定的清洁流体。
  • 量程比极佳,即使流量远低于最大流量也能准确测量。
  • 如果用于清洁流体,尤其是具有一定润滑性的流体,则可靠性很高。
  • 已获得AGA和API认证,可用于贸易交接计量。
  • 在某些情况下,例如重力流,压降可能是一个影响因素,但使用时可能会产生压降。
  • 精度高。在所有流量计中,它是最精确的流量计。
  • 零点无漂移,抗干扰能力强。
  • 精度高。在所有流量计中,它是最精确的流量计。
  • 零点无漂移,抗干扰能力强。

缺点

  • 不适用于蒸汽流量。
  • 轴承易磨损。
  • 需要持续的背压以防止空化。
  • 液体中的气泡会严重影响流量精度。
  • 涡轮流量计仅适用于洁净的液体和气体(可能需要在上游安装过滤器以防止颗粒物损坏)。
  • 不适用于测量腐蚀性流体。
  • 在层流状态下,对于高粘度流体可能无法正常工作。
  • 无法长时间保持校准特性。

延伸阅读:原油流量测量方案概述

延伸阅读:石油流量计

原油流量计

测量原油流量时,您可以首先考虑使用椭圆齿轮流量计。如果精度要求极高,则可以使用质量流量计。

第一个质量流量计用于测量原油在输送至初级炼油厂的供油管道中的流量,此处质量流量为 1600 吨/小时。

第二个流量计用于测量原油在输送至商品和原材料园区的管道中的流量。

此外,客户还要求新流量计安装简便、精度高,并能与现有系统无缝集成。

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火炬气质量流量测量

火炬气流量的测量一直是炼油厂、石化厂、化工厂等各类工厂的需求。更精确地测量火炬气流量,不仅可以减轻企业安全管理的压力,还能减少物料损失,意义重大。然而,火炬气测量面临诸多挑战。以下介绍几种不同的测量方法,总有一种适合您。

火炬气流量测量方法

测量火炬气流量主要有三种方法,涉及以下几种类型的流量计:

  • 超声波流量计
  • 热式流量计
  • 差压式流量计

在全球气体流量测量应用中,火炬气流量测量的增长速度位居第二。随着环保要求的日益严格,对火炬气测量的需求将持续增长。在这一领域,超声波流量计、热式流量计和差压式流量计各有优势。

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常见问题

在石油和天然气行业,许多项目都需要计量。通常使用监测仪器,例如压力表、流量计、温度计等。这些仪器在石油和天然气行业中统称为计量器。

延伸阅读:柴油、船用燃料和工业用油的燃油流量计

油流量计的主要目的是测量油介质的体积流量或质量流量。常用的油流量计包括涡轮流量计、齿轮流量计、质量流量计等等。

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用于测量燃油流量。我们推荐使用涡轮流量计。

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就目前的行业技术而言,质量流量计是一种精度相对较高的流量计。

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流量计是一种安装在泵组或处理管线上的装置,用于测量流体的流量。流量计可用于测量液体或气体的流量,并有多种配置和不同的工作原理可供选择。

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近期石油天然气博客文章

油气流量计选型结论

只要油气开采仍在进行,该行业就面临着精确计量的挑战。从将产量分配给每口井的利益相关者到监测油气输送量,油气行业的每个人都与确保流量测量的准确性息息相关。

多年来,这催生了各种计量技术。油气市场的增长反过来又产生了对不同类型流量计的需求。

在选择合适的油气流量计之前,您需要考虑诸多因素。如果您需要技术支持,请联系我们的工程师。

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