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天然氣旋進旋渦流量計原理

點擊次數(shù):2134 發(fā)布時間:2021-06-07 00:43:17
天然氣旋進旋渦流量計結(jié)構(gòu)與工作原理
1.1 流量計結(jié)構(gòu)
天然氣旋進旋渦流量計結(jié)構(gòu)緊湊,主要由殼體、旋渦發(fā)生體、傳感器(溫度、壓力、流量)、整流器和積算儀構(gòu)成。
1.旋渦發(fā)生體:用鋁合金制成,具有一定角度的螺旋葉片,它固定在殼體收縮段前部,強迫流體產(chǎn)生強烈的旋渦流。
⒉殼體:本身帶有法蘭,并有一定形狀的流體通道,根據(jù)不同的工作壓力,殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。
⒊智能流量計積算儀:由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅(qū)動電路和其它輔助電路組成,并配有外輸信號接口。
4.溫度傳感器:以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件,在一定溫度范圍內(nèi),其電阻值與溫度成對應(yīng)關(guān)系。
5.壓力傳感器:以壓阻式擴散硅橋路為敏感元件,其橋臂電阻在外界壓力作用下會發(fā)生預(yù)期變化,因此在一定激勵電流作用下,其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。
6.流量傳感器:安裝在靠近殼體擴張段的喉部,可檢測出旋渦進動的頻率信號。
7.整流器:固定在殼體出口段,其作用是消除旋渦流,以減小對下游儀表性能的影響。
 
1.2 工作原理
流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型式(如圖 2)。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片,當流體進入流量傳感器時,導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當流體進入擴散段時,旋渦流受到回流的作用,開始作二次旋轉(zhuǎn),形成陀螺式的渦流進動現(xiàn)象。該進動頻率與流量大小成正比,不受流體物理性質(zhì)和密度的影響,檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號,然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理,*后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。積算儀原理框圖如圖 3 所示。
2.3 流量積算儀工作原理
流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成,并配有外輸出信號接口,輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進行溫壓補償,并動進行壓縮因子修正,氣態(tài)方程如下:
QN——標況下的體積流量(Nm3/h);
QV——工況下的體積流量(m3/h);
Pa——當?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa);
P ——流量計取壓孔測量的表壓(KPa);
PN——標準狀態(tài)下的大氣壓力(101.325 KPa);
TN——標準狀態(tài)下的絕對溫度(293.15K);
T ——被測流體的絕對溫度(K);
ZN——氣體在標況下的壓縮系數(shù);
Z ——氣體在工況下的壓縮系數(shù);
注:當用鐘罩或負壓標定時取 ZN/Z=1,對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標準 SY/T6143-1996 中的公式計算。

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