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差壓孔板流量計與內錐流量計的裝置概述與特性分析對比

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-04-09 09:07:21【小中大】

 摘要：

    近年來, 我國工業化進程推進趨勢下, 信息技術逐漸滲透至社會各個領域, 在改革生產方式、提高生產效率及質量等方面發揮著十分重要的作用。內外管差壓孔板流量計作為其中的一部分, 是工業生產中常見的設備之一, 而在節能減排號召下, 傳統設備存在能耗高等弊端, 對此我們上海自動化儀表有限公司針對新型設備的性能進行研究, 明確其自身具有的節能降耗關鍵點, 以期幫助人們更多的了解新型設備的優勢, 并積極引進該設備。
 
前言
    隨著社會經濟不斷發展, 我國社會各領域對能源需求量日漸增加, 能源開采逐漸受到了越來越多的關注。特別是石油開采, 在油井實時產量作為一項基礎性工作, 測量裝置必不可少, 基于此減少測量裝置造成的能源浪費, 降低生產成本, 逐漸成為全社會關注的焦點問題。因此為了推進能源開采科學化、規劃化發展, 落實好節能工作顯得尤為必要。而流量計作為一項基礎設備, 在石油開采工作中發揮著十分重要的作用。
1、 新型內外管差壓流量計裝置概述
    上海自動化儀表有限公司主要介紹的設備基本結構, 前后兩個直管段, 其中設備兩側為外管, 節流裝置為四個取壓孔, 與直管段相鄰。節流段是由兩個直管段與中間梯形管段構成, 取壓孔作為流量管段支撐, 一般位于設備的最中間位置。
    在使用過程中, 該設備在不改變流體橫截面積條件下能夠達到節流的目標。通過設備的4 個取壓孔得到差壓質量后, 然后通過對內外管差壓流量計的四個取壓孔進行取值, 最終獲得到具體的流量值, 以此來為實踐工作提供科學依據和參考, 達到事半功倍的準確測量目。
2、 新型內外管差壓流量計特性分析
2.1 、新型流量計與內錐流量計比較
    為了了解設備在流量測量方面的特性, 上自儀技術人員選擇了內錐流量計進行對比。由于本裝置取壓方式具有獨特性, 本章選擇第1 路差壓信號作為壓降, 并后者進行對比。在實驗中, 我們將模擬內錐設備進行模擬, 將其設置在與新型設備同樣的條件下, 求解計算出流量情況。值得說明的一點是, 由于內錐壓降就是節流件前后的差壓信號, 因此為了保證管道壓力能夠恢復到最初狀態, 我們將內錐的壓力損失確定為節流件前后2D的差壓信號。
    就上表數據來看, 隨著 β 的增加, 在同等速度情況下, 二者在壓損、壓降及壓損比三個方面都存在不同程度的下降, 但是對比能夠發現, 新型設備小于內錐設備變化較小。簡單來說, 新型設備穩定性較強, 且在相同情況下, 新型設備壓降比內錐設備變化要小, 如當節流比在0.4、速度為1.5 時, 前者壓降為9688Pa, 后者為48321Pa。, 同時壓力損失也明顯更小, 進而內錐設備的25%, 充分證明了在同等耗能情況下, 新型設備能夠節省更多測量成本, 可見新型設備在測量方面具有較強的有效性。
表1 二者在不同速度下的壓損對比
二者在不同速度下的壓損對比
 
2.2、 精度與量程比
    為了對新型設備的測量精度、量程比等進行標定, 筆者對設備進行油、氣水三相流模擬標定實驗, 主要采取質量法、容積法。根據相關標準規定, 對實驗數據進行相應處理, 標定出了內外管差壓流量計在不同雷諾數下的流出系數。為了拓展本設備的測量范圍, 主要圍繞著2.101~21.741m3/h范圍內的試驗數據進行分析, 我們能夠發現二者之間存在一定差別。
    綜合實驗結果來看, 新型流量計與內錐流量計相比, 能夠發現誤差曲線較為平緩, 且峰值處于較低水平, 說明了誤差較小。同時, 在實驗中, 我們發現新型設備曲線幾乎集合重合, 可見設備預測虛高值在預期范圍, 能夠符合實踐工作的節能減排需求, 一般誤差在5% 以內, 具有穩定性特點[3]。同時為了檢驗出流出系統, 提高流量值準確性和真實性, 筆者還結合了兩組實驗數據進行驗證, 得到了該誤差更小, 在1% 之內, 滿足差壓式流量計流量測量的精度需求。在工業生產中, 可以將設備測出數據作為參考依據, 為后續生產工作提供支持, 真正意義上實現節能減排的目標, 提高資源利用效率, 創造更多效益。
3 、結論
    根據上文所述,上海自動化儀表股份有限公司通過對兩個設備進行模擬實驗, 結合實驗數據進行分析, 最終確定了節流比 β=0.6 為新型設備的最佳尺寸, 同時為了驗證方針結果的可靠性和真實性, 筆者對各類數據進行了比對后發現, 方針結果無論是信度, 還是效度都符合要求。
    將內錐流量計作為參照設備, 對比結果表明, 新型流量計在多個方面都具有較為突出的特性, 其中新設備對流體產生的擾動較小, 壓損比減小, 差壓信號具有較強的穩定性。針對工業領域而言, 壓力損失耗能僅為內錐設備的25%, 能夠在很大程度上節約更多成本, 為工業生產帶來更多經濟收益。同時為了深入了解設備特性, 本公司技術工程師又進行了很多標定實驗, 從實驗結果中我們發現, 設備量程比10:1, 測量精度較高, 與設備技術要求相契合, 充分證明了差壓孔板流量計在工業生產領域具有較強的適用性。
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