智能型弯管流量计的研发可行性报告.docVIP

智能型弯管流量计的研发 一、可行性报告 （一）项目实施的背景和意义 天然气作为一种优质能源和化工原料，其流量计算越来越受到人们的重视。欧美等工业化水平较高的国家，对天然气流量计量技术的研究起步较早，投入的资金及科研力量较大，取得了一系列重大的研究成果。我国在天然气流量计算技术方面也做了大量研究工作，制定了多个重要的天然气流量计算标准。但是，我国市场上目前应用的天然气流量计，在性能、精度以及产品经济性上都存在着一定的局限性。 目前，应用于天然气流量计量的流量计主要有孔板流量计、气体涡轮流量计、气体腰轮流量计、气体罗茨流量计、涡街流量计、旋涡流量计、超声波流量计等。 （1）孔板流量计 孔板流量计是目前采用较多的流量计类型，是一种通过测量孔板前后的压差来计算流量的装置。孔板流量计的优点：适用于较大口径管道的计量；结构简单、安装容易；无可动部件，性能可靠，耐用；应用历史悠久，标准规定最全；按标准制造的孔板流量计无需标定，价格便宜；孔板流量计的缺点：尺寸一定的孔板流量计测量范围有限（3~4：1）；压力损失最大（25%~50%）；计量准确度受安装条件影响大；前后直管要求长，占地面积大；计量准确度受人为因素影响大；使用、维护不便，容易泄露；孔板入口直角锐利度易被流体冲刷钝化，严重钝化时可导致流出系数偏离1%~2%； （2）气体涡轮流量计 气体涡轮流量计是用气体推动流量计的转子转动，通过测量转子转动次数来计量气体流量的一种装置。它的可调范围大（随着输气压力增高，其可调范围也随之增大），测量精度高（其精度可控制在1%），压力损失小，体积小，结构简单，重量轻，维修较方便，检定周期可达1年。但是涡轮流量计的安装要求高，其由于设计结构、加工精度及材质等方面的原因，对流体清洁度要求高，易受流体物性影响，叶轮轴承易被介质中杂物磨损或卡死，同时也受流体速度分布影响和流体脉动影响；具有活动件，轴承磨损会使特性偏离。由于涡轮流量计在现场实际使用效果的并不理想，因此其在油气田中的使用不多； （3）气体腰轮流量计 气体腰轮流量计是一种容积式流量计，其基本测量原理是周期性地充满、排出一个或几个计量空间的气体，以此来测量气体的体积流量。气体腰轮流量计测量精度高，可靠性强，不需要直管段，量程比较大（10：1）。但是由于设计结构上的原因，要求安装时壳体不能承受管线的各种应力，且要求介质非常干净，否则转子易卡住，造成停输，这将造成无法估量的经济损失，也是流量计在使用过程中绝对不允许发生的。也因此，腰轮流量计的使用受到了限制；另外，也由于大口径流量计安装不便的原因，故而其在现场主要用于小口径计量； （4）气体罗茨流量计 气体罗茨流量计也是一种容积式流量计，在国内使用率较高，由于其故障率低，在同类产品中具有一定的优越性。气体罗茨流量计对流场没有严格要求，介质中含有杂质对计量影响不大：量程比大（20：1），基本适应现场气量变化范围要求：测量的数据可由表头直读，也可以远程上传给微机，使用方便。但是，由于流量计转子与壳体之间间隙小，因而大于间隙的颗粒杂质不能通过，使其在实际使用时容易卡堵；另外，由于该流量计为容积式仪表，计量腔积液会降低计量精度； （5）涡街流量计 涡街流量计无可动部件，稳定性高，使用寿命长，维护量小，压力损失小，量程比大（15：1），在石化行业应用较广，在油气田气体贸易计算中也有适量应用。但由于其对雷诺数有要求，使其使用范围受到限制。国内涡街流量计大多采用应力式压电晶体检测元件，抗干扰性能差，不适合在有振动干扰的环境中应用，因此其作为贸易计量的可靠性较差，没有得到推广应用； （6）旋涡流量计 旋涡流量计插于管道中并垂直于气体流向，由此产生交替变换的旋转涡流并不断排出，涡流生成频率是流速的函数，检测其生成的频率可测得流量。仪表常数可以由仪表内几何尺寸计算得到，由于流体振动保持在流量计内，其流量系数几乎不受流量计前后流体扰动的影响。该类流量计都是按适当比例制造的，在测量平面内有效面积与总面积之比对各种尺寸结构的旋涡流量计都是一样的，因此仪表便于系列化、标准化。旋涡流量计无运动件，结构简单，传感器不接触流体，可靠性高，维护量小，用途广泛，且量程比较大（20：1），在规定的雷诺数范围内输出频率信号不受流体的温度、压力、粘度及成分的影响，输出频率信号与流速成线性关系； （7）超声波流量计 超声波流量计是测量超声波信号在管道内沿一定方向传输的时间来计算气体流速。超声波流量计的测量值不受管内气体温度、压力及组分变化的影响，准确度高，可达0.5%；测量范围宽，一般为30：1，大口径流量计可达100：1以上；最大口径流量计可做到1600mm以上；无可动部件，坚固耐用；流量计可干校，干校准确度可达1%；安装维修方便，几乎没有压力损失，可测正输及反输气流。气体超声波流量计从20世纪90