摘要:文章主要(yào)介紹了海洋平台(tái)常用流量計 的原(yuán)理和特點，結合海(hai)洋平台的特點叙(xu)述了流量計選型(xing)時的注意事項，并(bìng)給出了海洋平台(tái)常用流量計的選(xuan)型原則和😘計算方(fāng)法，爲海洋平台選(xuan)出合适的流量計(ji)提供了一種方案(an)。
　　流量計量是海洋(yang)平台計量的重要(yao)組成部分之海洋(yang)平台空間緊張，油(you)氣生産設施布置(zhì)緊湊，距離陸地較(jiao)遠，一旦發生風險(xiǎn)，輕則影響生産，重(zhong)則導緻平台火災(zai)❗和原油洩漏，造成(cheng)重大經濟損失和(hé)惡劣的社會影響(xiǎng)💛。因此做好工作流(liú)量計的選型，對保(bao)證生産質量、提高(gāo)🐉生産效率等具有(you)重要的作用。
　　流量(liàng)計量是一項極其(qi)複雜的工作，需要(yào)考慮各種環境因(yin)素、被測介質的理(lǐ)化特性、被測介質(zhì)當前的工藝參數(shu)等。流💜量測量方法(fa)很多，流量儀表的(de)種類更是繁多，可(kě)供⁉️工業用的流量(liàng)計量儀表就有60多(duo)種”。每種産品⭕适用(yòng)性和局限性都不(bu)一樣。目前，海洋平(píng)台可選的流☀️量計(ji)類型主要有科氏(shì)質🌍量流量計、超聲(shēng)波流量計、容積式(shì)流量計、孔闆流量(liang)計、電磁流量📧計、渦(wo)輪流量計、渦街流(liu)量計、轉子流量計(jì)、V錐型流量計、靶式(shì)流量計等。
1海洋平(píng)台常用流量計的(de)原理及特點
1.1科氏(shì)質量流量計
　　科氏(shì)質量流量計的傳(chuán)感器内有2個平行(hang)流管，中間設🐪有驅(qū)動線圈，兩端設有(yǒu)檢測線圈。當發射(she)機提供的激勵電(dian)壓加到驅動線㊙️圈(quan)上，振動管在往複(fú)周期🌍中振動，流體(tǐ)流過傳感器的振(zhèn)動管時，振動管就(jiu)會産生科氏力效(xiào)應，使振動管産💃🏻生(shēng)扭轉振動。安裝在(zài)振動管兩端的檢(jiǎn)測線圈将産生2組(zǔ)不同相位的信号(hao)，2個信号的相位差(cha)與流體通🐆過傳感(gǎn)器的質量流量成(chéng)正比。
　　優點:直接測(cè)量流體的質量流(liu)量，測量精度高;測(ce)量範🏃‍♀️圍廣泛;測量(liàng)管的振動幅小，可(ke)視作非活動件，無(wú)擾流件和活動件(jiàn);測💁量值✊對迎流流(liu)速分布不敏感、對(duì)流體黏度不敏感(gan);流體密度🌂對測量(liang)值影響微小✨。缺點(diǎn):零點不穩定;不能(néng)用于測量低密度(du)介質和低壓氣體(ti);容易💰受到振動幹(gan)擾;無法測量大管(guan)徑;測量管内壁沉(chén)積👄結垢或磨損腐(fu)蝕✨會嚴重影響測(ce)量精度”;壓損大㊙️;重(zhòng)量較大，體積較大(da);價格昂貴。
1.2超聲波(bō)流量計
　　超聲波流(liú)量計 是指基于超(chāo)聲波在流動介質(zhì)中傳播速度等于(yú)被測介質👄的平均(jun)流速與聲波在靜(jing)止介質中速度的(de)矢量和的原理開(kāi)發🐕的流♊量計，主要(yào)有多普勒式、時差(cha)式、波束偏移式、噪(zao)聲式及相關式等(děng)♋類型田。海洋✔️平台(tai)通常采用多聲道(dào)、時差式。時差式基(jī)本原理:超🔱聲波沿(yán)流體正向傳播和(hé)其沿流體逆向傳(chuan)播的速❤️度不同會(hui)引起時差。采用2(多(duō))個超聲波發送器(qi)(UA和UB)和2(多)個超聲👄波(bō)接收🧑🏽‍🤝‍🧑🏻(RA和RB)，2組取自同(tóng)一聲源的聲波在(zài)UA與🌈RA之間和UB與RB之間(jiān)分别傳送，這2組聲(sheng)波與管道均成α角(jiǎo)(α=45°)，超聲波流量計原(yuan)理示意圖見圖1。向(xiang)下遊發射的超⛹🏻‍♀️聲(shēng)波會被流體加速(sù)，而向💔.上遊發射的(de)超聲波會被延遲(chi)，其時間差與流體(tǐ)流速成正比。。也可(ke)以發送正🔱弦波信(xin)号測量2(多)組聲波(bō)✌️之間的💜相移來計(jì)算出流體的流速(sù)。
 
　　優點:可作非接觸(chù)測量，無擾流，無壓(ya)損;可測量大尺✌️寸(cun)管🌏道，在無法實現(xiàn)實流校驗時可選(xuan)擇超聲波流量計(ji);可測量非導電性(xing)流體。缺點:耐溫性(xing)能不高;抗幹擾能(neng)⭐力差;直管段要求(qiú)嚴格;結垢會嚴重(zhong)影響測量精度及(jí)測量精度;可靠性(xìng)、精度等級不高;重(zhòng)複性差、使用壽命(ming)🏃‍♂️短、價格較高，超聲(sheng)流量計(時差式)隻(zhī)能用于潔淨流🐅體(tǐ)。
1.3容積式流量計
　　容(róng)積式流量測量是(shì)采用固定的小容(róng)積來反複計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量🌈通(tōng)過流量㊙️計的流體(ti)體積。在容積式流(liú)量計内部🐅必須具(ju)有一個或多個标(biāo)⭐準容積的空間，通(tōng)常稱爲♻️“計量空間(jiān)”，該空間由儀表殼(ke)體内壁和流量計(ji)轉動部件組成。流(liu)體通過💃會帶動流(liu)🈲量計的轉動部件(jiàn)旋轉，在這個過程(cheng)中，流體一👨‍❤️‍👨次又一(yī)次地充滿計量空(kōng)間，然後在一次⛱️又(yòu)一次地排出。在一(yi)定條件下，該計量(liang)空間的容積是固(gù)定的，測得流量🐕計(ji)轉動部件的旋轉(zhuan)次數，即可以計算(suan)得到通過流量計(ji)的流體流量的累(lèi)積值。
　　優點:計量精(jing)度高;無直管段要(yao)求，能用于高黏度(du)、低雷諾數流體的(de)測量;可選直讀式(shi)儀表，無需外部能(neng)源(也可采用锂電(diàn)池供電)，可直接測(cè)量累積流量。缺點(dian):結構複雜，體積大(da);對被測介質種類(lei)、潔淨度和相态要(yao)求較高;不能用于(yú)高溫和低溫工況(kuàng);産生較大噪聲和(he)振動。
1.4孔闆流量計(jì)
　　孔闆流量計 是由(yóu)标準孔闆和 差壓(ya)變送器 配套組成(cheng)的流量計量儀表(biǎo)，屬于差壓式流量(liang)計的一種。它是以(yi)流動連續性方程(cheng)和伯努利方程式(shi)爲基礎，當充🐇滿管(guan)道的流體♉流經标(biāo)準孔闆時，在孔闆(pan)的節流孔處流✂️體(ti)流速♍加快，在孔闆(pan)前後産生了壓✊差(chà)，流體的流量越大(da)，在孔闆前後産生(shēng)的壓差越大，便可(kě)通過測量壓差來(lai)計算出流體流量(liàng)。
　　優點:标準節流孔(kǒng)闆無需實流校準(zhun);結構簡單、易于複(fú)制;性能穩定可靠(kào);應用廣泛，價格低(dī)廉。缺點:長期使用(yong)精度下降㊙️，需要适(shi)時保養;重複性、精(jing)度不高，測量範圍(wei)窄，受流體雷諾數(shu)影響較大;安裝要(yào)求較高;壓損大，長(zhǎng)期運行和後期保(bao)養費用高。
1.5電磁流(liu)量計.
　　電磁流量計(ji) 是依據法拉第電(dian)磁感應定律研發(fā)的适用于多數可(kě)導電介質的流量(liàng)計。根據該原理，在(zai)導管垂直方向施(shi)加一個交變的🚩磁(cí)場，并在流量計絕(jue)緣襯裏的内壁兩(liǎng)側設置2台配套🛀🏻電(dian)極，兩電極的連.線(xiàn)既與導管軸線垂(chui)直，又與磁場方向(xiang)垂直，當流體流經(jing)導管時，因切割磁(cí)感線，2個電極上就(jiù)産生感應電動勢(shi)，該💚感應電動勢與(yǔ)流量成正比，通過(guò)測量該電動勢的(de)大小可計算出管(guan)内流動的流體的(de)流量。
　　優點:不受流(liu)體密度、黏度、溫度(dù)、壓力等物.理性質(zhì)變化🏃的🔞影響;無擾(rao)流，無壓損，特别适(shi)合漿液測量;耐腐(fu)蝕、耐磨損;功耗低(dī)、零點穩定、精度高(gao);可雙向測量;傳感(gan)器使用壽命🌍極長(zhang);所⛹🏻‍♀️需的直管段較(jiào)短。缺點:無法測量(liang)含有大量氣體✌️的(de)液體;被測液體的(de)電導率須高于10-5S/cm;不(bú)能用于高溫和高(gao)壓流體的測🚶‍♀️量;易(yi)受外界環境電磁(ci)場🔴的幹擾。
1.6渦輪流(liú)量計
　　渦輪流量計(ji) 是應用力學原理(li)進行流量測量的(de)典.型流量計。流體(ti)通過管🐪道時帶動(dòng)渦輪旋轉，在--定條(tiao)件下，測得轉動部(bu)👨‍❤️‍👨件的旋轉速度，渦(wō)輪🛀的轉速與流量(liàng)成正比，通過測量(liàng)渦輪的轉速可計(jì)算出💛管内流動流(liu)體的流量。
　　優點:精(jīng)度高，能耗少，重複(fu)性好，無零點漂移(yi)，結構緊湊☎️。缺點:校(xiào)準時效不長，需要(yao)定期校準;流體物(wù)性對流量特性😄影(yǐng)響大;有💚傳動部件(jian)，抗震動能力差;必(bì)須水平安📞裝。
1.7渦街(jiē)流量計
　　渦街流量(liang)計 也稱之爲旋渦(wo)流量計或卡門渦(wō)街流量計，測量基(jī)本原理是流體在(zai)流經旋渦發生體(ti)時會産生振蕩。當(dāng)流體在管道🤞中經(jing)過旋渦發生體時(shi)，在旋渦發生體後(hòu)上下交替産生2列(liè)規則的旋渦，旋渦(wō)的釋放頻📐率與流(liu)體平均速度及旋(xuán)渦發生體特征寬(kuan)度有關🆚，可用ƒ=Stuv/d表示(shi)。ƒ爲🔆旋渦的釋放🥵頻(pín)率，Hz;v爲流體平均速(su)度，m/s;d爲💃🏻旋渦發生體(tǐ)特征寬度，m;St爲斯特(tè)‼️勞哈爾數(Strouhalnum-ber)，無量綱(gāng)，它的數值範圍爲(wei)0.14~0.27。St與流體的雷諾數(shù)有關，流體的雷諾(nuò)♈數Re在2x104~7x106之間時，St爲常(cháng)數，這也是渦街流(liu)量計🚶‍♀️的精度保👣證(zheng)範圍。
　　優點:結構簡(jian)單，無可動部件，可(ke)靠性高;安裝簡單(dan)，維護方便;性能穩(wěn)定，壽命長;無零點(diǎn)漂移，精度較高;壓(ya)損較小，運行費⛹🏻‍♀️用(yòng)低。缺點:誤差大;抗(kàng)振性能差;測量髒(zang)污介質适應性差(chà);管段要求高;耐溫(wen)性能差。
1.8轉子流量(liàng)計
　　轉子流量計 也(yě)稱爲浮子流量計(ji)，是根據節流原理(li)測量流體流量👈的(de)。在🤞流速和浮力的(de)共同作用下，浮子(zǐ)可以沿着自下向(xiang)上擴大的豎直錐(zhui)形管内運動，當浮(fu)子重力與浮力及(jí)流體流動産🙇‍♀️生的(de)摩擦力平🍉衡後，浮(fu)子保🐪持相對位✍️置(zhì).上的靜止，在--定條(tiao)件下，浮子😍的位置(zhi)與流體的流速成(cheng)正比關系，通過浮(fú)子的位置可計算(suàn)出通過該處流體(tǐ)的流量。
　　優點:适用(yong)于小管徑和低流(liu)速;可用于較低雷(léi)諾數流态⭐;工作可(kě)靠、維護量小、壽命(ming)長;就地型指針指(zhi)示接近于線性;結(jie)構簡單，價格低廉(lian)。缺點:應用局限于(yu)中小管徑;玻璃管(guan)轉子流量計♻️的玻(bō)璃管易碎，不适用(yong)于大部分工業場(chang)✌️地;轉子流量計隻(zhi)能用于自下向上(shang)垂直流的管道安(ān)裝👄;使用流體和出(chu)廠标定流體不同(tóng)時，要作流量示值(zhí)修正。.
1.9V錐型流量計(ji)
　　V錐型流量計 是一(yī)種 差壓流量計 ，其(qi)工作原理示意圖(tú)如圖2所示，它以流(liu)動連續性方程♊和(hé)伯努💞利方程式爲(wèi)基礎，利用V錐體在(zai)流場中産生的🔞節(jie)流效應😄，通過🌂檢測(ce)🙇‍♀️V錐體前後的壓差(chà)來實現流量的測(cè)量。與其他節流元(yuán)件相比，它改變了(le)節流布局，從中㊙️心(xīn)孔節流改爲環狀(zhuang)節流。當充滿管道(dào)的💃🏻流體，.流經管道(dao)内的節流🈲元件時(shí)，流體将在節流元(yuan)件處形成局部收(shōu)縮，從而使流速加(jiā)快，靜壓力降低💁，在(zài)節流元件前後便(biàn)産生🔱了壓差，介✔️質(zhì)流速越大，在🌍節流(liú)元件前後産生的(de)壓差就越大，流體(tǐ)流量的大💋小可通(tōng)過💯測量壓差來🥰進(jìn)行測量，由于其特(te)殊🏃🏻‍♂️的結⛷️構，與标準(zhun)節流裝置相比，雷(lei)諾數下限值有了(le)很大👄程度的改善(shan)，但當雷諾數很小(xiao)時，V錐型流量計的(de)不确定度将增大(dà)，精度将難以保證(zheng)。
 
　　優點:流量大、長期(qī)測量精度高、重複(fú)性和穩定性好，安(an)🥵裝限制少、耐磨損(sun)、耐贓耐污。缺點:易(yì)堵塞、壓損大、結構(gòu)複雜、拆裝困難💃🏻、量(liang)程比小、小流量測(ce)量精度低。.
1.10靶式流(liu)量計
　　靶式流量計(jì) 主要用于解決高(gāo)黏度、低雷諾數流(liú).體的流量測量，工(gong)作原理是🐇當介質(zhì)在測量管中流動(dòng)時，因其自身的動(dòng)能會對阻流件施(shī)加🏃🏻‍♂️一作用力，其作(zuò)用力大小與介質(zhi)流速的🤩平方成正(zheng)比，阻流件接受的(de)作用力，經剛性連(lian)接的傳遞件傳至(zhì)傳🔅感器，傳感器産(chǎn)生電✨信号輸出此(ci)電壓信号經計算(suàn)機處理後，即可得(dé)到相應的瞬時流(liu)量和累積總量。
　　優(yōu)點:結構堅固、無可(ke)動部件、安全可靠(kào);适合大管徑、高低(di)壓介質的測量，拆(chāi)卸方便;無任何洩(xie)漏點、耐高💛壓，重複(fu)性好、測‼️量速❄️度快(kuài);壓損小;抗幹擾;基(jī)本不受流體内雜(za)質影💃響;能通過更(geng)換阻流件(靶片)的(de)方法而變量程;安(ān)裝簡單方便，易維(wéi)護。缺點:每次安裝(zhuang)都需要設置零點(diǎn);精度較低，不推薦(jiàn)用于貿易結算;不(bu)🌈能用于頻繁❤️斷流(liu)的工況。
2雷諾數的(de)計算
　　雷諾數是流(liu)體力學中表征黏(nián)性影響的相似準(zhun)則數，記作Re。它又稱(cheng)雷諾準數，是用以(yi)判别黏性流體流(liu)動狀🌍态的-個無因(yin)次數群。流體在圓(yuan)管内的流動形态(tai)除了與流速有關(guan)外，還與管徑、流體(tǐ)的動力黏度、流體(tǐ)的密度這3個因素(su)有關，其♊數學公式(shi)☎️表達爲:
Re=ρv´L/μ,(1)
　　式中，ρ爲流(liú)體密度;v´爲流場的(de)特征速度，L爲流場(chǎng)的特征長度;μ爲動(dong)力黏性系數。
3常用(yong)流量計的選型
　　常(chang)用流量計各有特(tè)點，在選用流量計(ji)時應揚長避短，根(gen)據以下原則選擇(zé)适合本項目的流(liu)量計。
1)安全生産原(yuán)則。第一是測量方(fāng)式的可靠性，即取(qu)樣或節流⭕裝置🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在(zài)生産中不會發生(sheng)機械強度或電氣(qi)回路故障而引起(qǐ)事故;二🔴是測量儀(yi)表無論在正常工(gong)作還是在故☁️障情(qíng)況下都不㊙️能對生(sheng)産系統的安全性(xìng)産生影響。高溫高(gāo)壓下、沖蝕較嚴重(zhòng)📞的場合，不能使用(yong)結構強度低的靶(bǎ)式、渦輪流量計，也(ye)不能使用需要插(chā)入安裝的流量計(ji)。
2)滿足工藝需求要(yào)求原則。根據相關(guān)工藝參數(流量、密(mi)度、黏度、管道的直(zhi)徑)計算出雷諾數(shu)，當雷諾數小于2300時(shi)，流體處于🔴層流流(liú)态;當雷諾數大于(yu)2300且小于4000時🤟，流體處(chu)于過渡流流态;當(dāng)雷諾數大于4000時，流(liu)體處于紊流流态(tài)。工程上的流體大(da)部分處于紊流流(liú)态，絕🙇‍♀️大部分的流(liú)量計量儀表✌️也是(shì)針對紊流流态的(de)流體進行設計的(de)，所以對于處于層(ceng)流流态和過渡流(liú)流态流體的流量(liang)計量需要選用特(te)殊的流量計。
　　流量(liang)計在其量程比範(fan)圍内才能保證精(jing)度，選型時應注意(yi)流量㊙️範圍，選擇合(he)适量程比的流量(liàng)計。常用流量計量(liàng)😘程比:科氏質量流(liú)量計，100:1;轉子流量計(ji)，10:1;超聲波流量計，100:1;渦(wo)街流量計，10:1;渦輪流(liu)量計，10:1;靶式流量計(jì)，15:1;孔闆流量計，3:1;電磁(cí)流量🈲計，100:1，V錐型流🔞量(liang)計，10:1，容積式流量計(jì)☀️，10:1。
3）安裝要求原則。流(liú)量計精度，受其前(qián)後直管段長度影(ying)響，選型時應結合(he)管道專業的三維(wéi)模型，按照前後直(zhí)管段長度相關要(yào)求進行流量計的(de)選擇，常用流量計(jì)對.上遊、下遊直💘管(guǎn)段的要求如表1所(suǒ)示，其中D爲流量計(jì)直徑。

 
4)價格原則。科(kē)氏質量流量計、容(rong)積式流量計和超(chao)聲波(管段式)流量(liang)計是貴的流量計(jì)，轉子和孔闆流量(liàng)👈計價格較低，而渦(wō)輪、渦街🌂、靶式、 超聲(shēng)波(外夾式) 、V錐型等(deng)流量計的價格在(zài)250mm(10寸)以内都相差不(bú)遠，250mm.(10寸)以上🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的㊙️流量(liang)計應盡量選用價(jià)格便宜的孔闆流(liu)量計。

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