摘要(yao):文章主要介(jie)紹了海洋平(píng)台常用流量(liàng)計 的原理和(hé)特點，結合海(hǎi)洋平台的特(tè)點叙述了流(liú)量計選型時(shi)的注意事項(xiàng)，并給出了海(hǎi)洋平台常用(yòng)流量計㊙️的選(xuan)🐇型原則和計(ji)算方法，爲海(hai)洋平台選出(chū)合适的流量(liàng)計提🔞供了一(yi)♍種方案。
　　流量(liàng)計量是海洋(yáng)平台計量的(de)重要組成部(bù)分之海洋平(ping)台空間緊張(zhang)，油氣生産設(she)施布置緊湊(còu)，距離陸地較(jiào)遠，一旦發生(shēng)風險，輕則影(ying)響生産，重則(zé)導緻平台火(huǒ)災和原油洩(xiè)漏，造成重大(da)經濟損失和(he)惡劣的社會(huì)影響。因此做(zuo)好工作流量(liang)♌計的選型，對(dui)保證生産質(zhì)量、提高生産(chan)效率等具有(you)重要的🔞作用(yong)。
　　流量計量是(shì)一項極其複(fú)雜的工作，需(xu)要考慮各種(zhǒng)環境因素😘、被(bei)💞測介質的理(li)化特性、被測(cè)介質當前的(de)工藝參數等(deng)。流⛷️量測量方(fang)法很多，流量(liàng)儀表的種類(lei)更是繁多，可(ke)供🛀🏻工業用的(de)流量計量儀(yí)表就有60多種(zhong)❗”。每種産品㊙️适(shi)用性和局限(xian)性都不一樣(yang)。目前，海洋平(ping)台可選的流(liu)🚶‍♀️量計類型主(zhu)🥰要有科氏質(zhì)☔量流量計、超(chāo)聲波流量計(jì)、容💘積式流量(liang)計、孔✌️闆流量(liàng)計、電磁😄流量(liàng)計、渦輪流量(liàng)計、渦街流量(liang)計、轉子流☔量(liang)計、V錐型流量(liang)計、靶式流量(liang)計等。
1海洋平(píng)台常用流量(liang)計的原理及(ji)特點
1.1科氏質(zhì)量流量計
　　科(kē)氏質量流量(liang)計的傳感器(qì)内有2個平行(hang)流管，中間設(she)有驅動線圈(quan)，兩端設有檢(jiǎn)測線圈。當發(fa)射機提供的(de)激⭕勵電壓加(jia)到驅動線☂️圈(quān)上，振動管在(zài)往複周期中(zhōng)振動，流體流(liú)🌈過傳感器的(de)振動管時，振(zhèn)動管就會💛産(chǎn)生科氏❄️力效(xiào)應，使振動管(guan)産生扭轉振(zhen)動。安裝在🔴振(zhèn)動管兩端✉️的(de)檢測線圈将(jiāng)産生2組不同(tóng)相位的信❤️号(hào)，2個信号的相(xiàng)位差與流體(tǐ)通過傳感器(qi)的質量流量(liang)成正比。
　　優點(dian):直接測量流(liu)體的質量流(liu)量，測量精度(du)高;測量範☁️圍(wéi)廣泛;測量管(guǎn)的振動幅小(xiǎo)，可視作非活(huo)動件，無🤟擾流(liu)🚶‍♀️件和活動🈲件(jiàn);測量值對迎(ying)流流速分布(bù)不敏感👨‍❤️‍👨、對流(liú)體💞黏度不敏(mǐn)感;流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻體密度(du)對測量值影(yǐng)響微小。缺點(diǎn):零點不穩定(ding);不💔能用于測(cè)🤩量低密度介(jie)質和低壓氣(qi)體;容易‼️受到(dao)振動幹擾;無(wú)法測量大管(guǎn)徑;測量管内(nei)壁沉積結垢(gou)或磨損腐蝕(shi)會嚴重影響(xiǎng)測量精度”;壓(yā)損大;重量較(jiào)大，體積較大(da);價格昂貴。
1.2超(chāo)聲波流量計(jì)
　　超聲波流量(liang)計 是指基于(yú)超聲波在流(liu)動介質中傳(chuan)播速度等于(yú)被🔴測介質的(de)平均流速與(yu)聲波在靜止(zhǐ)介質中速度(du)的矢量和的(de)原理開發的(de)流量計，主要(yao)有多普勒式(shi)、時差式、波束(shù)偏移式、噪聲(shēng)式及相關式(shi)等類型田。海(hǎi)洋平台通常(cháng)采用多聲道(dao)、時差式。時差(cha)式基🏃本原理(lǐ):超聲波沿流(liu)體正向傳播(bō)和💔其沿流體(tǐ)逆向傳播的(de)速度不同會(huì)引起🌈時差。采(cǎi)用2(多)個超聲(sheng)波發送器(UA和(hé)UB)和2(多)個超聲(sheng)波接收(RA和RB)，2組(zǔ)取自同一聲(sheng)源的聲波在(zài)UA與🐉RA之間和UB與(yǔ)RB之間分别傳(chuan)送，這2組聲波(bō)與管道均成(chéng)α角(α=45°)，超聲波流(liu)量計原理示(shì)意圖見圖1。向(xiàng)下遊發射的(de)超⚽聲波會被(bei)流體加速，而(er)向🌈.上遊發射(she)的超聲波會(huì)被延遲，其時(shi)間差與流體(tǐ)流速成正比(bǐ)。。也可以發送(song)正弦波信号(hao)測量2(多)組聲(shēng)波之間的相(xiàng)移來計算出(chū)流⛱️體的流速(su)。
 
　　優點:可作非(fēi)接觸測量，無(wú)擾流，無壓損(sun);可測量大尺(chi)寸管✌️道，在無(wu)法實現實流(liu)校驗時可選(xuan)擇超聲波流(liú)量計;可測量(liàng)非㊙️導電性流(liú)體。缺點:耐溫(wen)性能不高;抗(kàng)幹擾能力差(chà);直管段要求(qiu)嚴格;結垢會(hui)🌍嚴重影響測(ce)量精度及測(cè)量精度;可靠(kào)性、精度等級(jí)不高;重複性(xing)✊差、使用壽命(mìng)短、價格較高(gāo)🥵，超聲流量計(ji)(時差式)隻能(néng)用于潔淨流(liú)體。
1.3容積式流(liú)量計
　　容積式(shì)流量測量是(shì)采用固定的(de)小容積來反(fǎn)複計量通過(guo)流量🏃🏻‍♂️計的流(liu)體體積。在容(rong)積式流量計(jì)内部♊必須♋具(jù)有🎯一個或多(duō)個标準容積(jī)的空間，通常(chang)稱爲“計量空(kōng)間”，該空間由(you)儀表殼體内(nei)壁和👨‍❤️‍👨流量計(ji)轉動部件組(zǔ)成。流體通過(guo)會帶動流㊙️量(liàng)計的轉動部(bu)件旋轉，在這(zhe)個過程中，流(liu)體一🌏次又一(yi)次地充滿計(jì)量空間，然後(hòu)在一次又一(yi)次地排出⭕。在(zai)一定條件下(xia)，該計量空間(jian)的容積是固(gù)定的，測得流(liú)量計轉動部(bu)件的旋轉次(cì)數，即可以計(jì)🆚算得到通過(guò)流量計🤩的流(liu)體流量的累(lèi)積值。
　　優點:計(ji)量精度高;無(wú)直管段要求(qiu)，能用于高黏(nián)度、低雷諾❓數(shù)流體的測量(liang);可選直讀式(shi)儀表，無需外(wai)部能🌏源(也可(ke)采用锂電池(chi)供電)，可直接(jiē)測量累積流(liú)量。缺點:結構(gou)🚶‍♀️複雜，體積大(da);對被測介質(zhi)種類、潔淨度(dù)和相💃态要求(qiú)較高;不能用(yòng)于高溫和低(di)溫工況;産生(shēng)較大噪聲和(hé)振動。
1.4孔闆流(liú)量計
　　孔闆流(liú)量計 是由标(biāo)準孔闆和 差(cha)壓變送器 配(pèi)套組成的流(liu)量計量儀表(biǎo)，屬于差壓式(shi)流量計的一(yi)種。它是以⛷️流(liú)動連續性方(fang)程和伯努利(li)方程式爲基(jī)礎，當充滿管(guan)道的🤟流體流(liú)經标準孔闆(pan)時，在孔闆的(de)節流孔處流(liú)體流速加快(kuài)，在📞孔闆前後(hòu)産生了壓差(chà)，流體的流量(liang)越大，在孔闆(pǎn)前🐅後産生的(de)壓差越大，便(biàn)可通過測量(liang)壓差來計算(suan)出流體流量(liang)。
　　優點:标準節(jiē)流孔闆無需(xū)實流校準;結(jie)構簡單、易于(yú)複🚶‍♀️制;性能💞穩(wěn)定可靠;應用(yòng)廣泛，價格低(di)廉。缺點:長期(qi)使用精度下(xia)降，需要适時(shi)保養;重複性(xing)、精度不高，測(ce)量範圍窄，受(shou)流體雷諾數(shu)影響較大;安(an)裝要求較高(gāo);壓損大，長期(qī)運行和後期(qi)保養費用高(gao)。
1.5電磁流量計(ji).
　　電磁流量計(ji) 是依據法拉(lā)第電磁感應(yīng)定律研發的(de)适用于多數(shu)可導電🌏介質(zhi)的流量計。根(gen)據該原理，在(zai)導管垂直方(fāng)🔴向施🌈加一個(gè)交✂️變的磁場(chǎng)，并在流量計(jì)絕緣襯裏的(de)内壁兩側設(she)置2台配套電(diàn)極，兩電極的(de)⛱️連.線既與導(dǎo)管軸線垂直(zhí)，又與磁👄場方(fāng)向垂🏃🏻直，當流(liu)體流經導管(guan)時，因切割磁(cí)感線，2個電極(jí)上就産生感(gǎn)應電動勢，該(gai)🧡感應電動勢(shi)與流量成正(zheng)比，通過測量(liang)該電動勢的(de)大小可計算(suan)出管内流動(dong)的流體的流(liu)量。
　　優點:不受(shou)流體密度、黏(nián)度、溫度、壓力(li)等物.理性質(zhi)變💔化的👉影響(xiǎng);無擾流，無壓(yā)損，特别适合(he)漿液測量;耐(nài)腐蝕、耐💜磨損(sun);功耗低、零🌈點(dian)穩定、精度高(gao);可雙向測量(liang);傳🧡感器使用(yòng)壽命極長;所(suo)需的直管段(duan)較短。缺點:無(wu)法測量含有(you)大量氣體的(de)液體;被測液(ye)體的電導率(lü)須高于10-5S/cm;不能(néng)用于高溫和(hé)高壓流體的(de)測量;易受外(wai)界🙇‍♀️環境電磁(ci)場的幹擾。
1.6渦(wo)輪流量計
　　渦(wō)輪流量計 是(shì)應用力學原(yuán)理進行流量(liang)測量的典.型(xíng)流量計。流體(tǐ)通過管道時(shí)帶動渦輪旋(xuán)轉，在--定條件(jian)下，測得轉❌動(dong)部件的旋轉(zhuǎn)速度🌈，渦輪的(de)轉速與流量(liang)成正比，通過(guo)測量渦輪的(de)轉速可計算(suàn)出管内流動(dong)流體的流量(liang)。
　　優點:精度高(gāo)，能耗少，重複(fu)性好，無零點(diǎn)漂移，結構緊(jin)湊。缺點:校準(zhun)時效不長，需(xu)要定期校準(zhǔn);流體物性對(duì)流量特性影(yǐng)響大;有✏️傳動(dòng)部件，抗震動(dong)能力差;必須(xu)水平安裝。
1.7渦(wo)街流量計
　　渦(wo)街流量計 也(ye)稱之爲旋渦(wo)流量計或卡(kǎ)門渦街流量(liàng)計，測量基本(běn)原💃理是流🆚體(tǐ)在流經旋渦(wo)發生體時會(huì)産生振蕩。當(dāng)流體在管道(dào)中經過旋渦(wō)發生體時，在(zài)旋渦發生體(tǐ)後上下交替(tì)産生2列規則(zé)的旋渦，旋渦(wo)的釋放頻📧率(lü)與流體平均(jun)速度及旋渦(wō)發生體特征(zheng)寬度有關🔞，可(ke)用ƒ=Stuv/d表示。ƒ爲旋(xuán)渦的釋放頻(pin)率，Hz;v爲流體🔞平(píng)均速度，m/s;d爲旋(xuan)渦發生體特(te)征寬度，m;St爲斯(si)特勞哈爾數(shù)(Strouhalnum-ber)，無量綱，它的(de)數值範圍爲(wei)0.14~0.27。St與流體的雷(léi)諾數有關，流(liú)體的雷諾數(shu)Re在2x104~7x106之間時，St爲(wei)常數，這也是(shì)渦街流量計(jì)的精度保⁉️證(zhèng)範圍。
　　優點:結(jié)構簡單，無可(kě)動部件，可靠(kào)性高;安裝簡(jian)單，維護方便(bian)🆚;性能穩定，壽(shou)命長;無零點(dian)漂移，精度較(jiào)高;壓損較小(xiǎo)，運行費用低(di)。缺點:誤差大(dà);抗振性能差(chà);測量髒污介(jie)質适應性差(chà);管段要求高(gāo);耐溫性能差(chà)。
1.8轉子流量計(ji)
　　轉子流量計(jì) 也稱爲浮子(zi)流量計，是根(gēn)據節流原理(li)測量流體流(liú)量的。在流速(su)和浮力的共(gòng)同作用下，浮(fu)子可以沿着(zhe)自下向上擴(kuò)大的豎直錐(zhui)形管内運動(dong)，當浮子重力(lì)與浮力及流(liu)體流動産生(sheng)的摩擦力平(ping)衡後，浮子保(bao)持相對位置(zhi).上的靜🤞止，在(zai)--定條件下，浮(fu)子的位置與(yǔ)流體的流速(su)成正比關系(xi)，通過浮子的(de)位置可計算(suan)出通過該處(chu)流體的流量(liang)。
　　優點:适用于(yú)小管徑和低(dī)流速;可用于(yu)較低雷諾數(shù)🌈流态;工作可(ke)靠、維護量小(xiǎo)、壽命長;就地(dì)型指針指示(shi)接近❗于線性(xing);結✍️構簡單，價(jià)格低廉。缺點(diǎn):應用局限于(yú)中小管徑;玻(bō)璃❄️管轉子流(liu)量計的玻璃(li)管易碎，不适(shì)用于大部分(fen)工業場地;轉(zhuan)子流量計隻(zhī)能用于自下(xia)⛷️向上垂直流(liu)的管道安裝(zhuang);使用流體和(hé)出廠标定流(liú)體不同時，要(yao)作流量示值(zhi)修正🤞。.
1.9V錐型流(liu)量計
　　V錐型流(liú)量計 是一種(zhǒng) 差壓流量計(jì) ，其工作原理(li)示意圖如圖(tu)2所示，它以流(liú)動連續性方(fang)程和伯努利(lì)方程式爲基(jī)礎，利用V錐體(ti)在流場中産(chǎn)🥵生的節流效(xiao)應🔞，通過🎯檢測(cè)V錐體前後的(de)壓差來實現(xian)流量的測量(liang)。與其他節流(liu)元件相比，它(ta)改變了節流(liú)布局，從中心(xin)孔節流改爲(wei)環狀節流。當(dāng)充滿管道的(de)🌈流體，.流經管(guǎn)道内的節流(liú)🈚元件時，流體(tǐ)将在節流元(yuán)🥵件處形成局(ju)部收縮，從而(er)使流速加快(kuài)，靜壓力降低(di)，在節流元件(jian)前後便産生(shēng)😄了壓差，介質(zhì)流速越大，在(zài)節流元件前(qian)後産生的壓(yā)差就越大，流(liu)體流量的大(da)小可通過測(ce)量壓差來進(jin)行測量，由于(yu)其特殊的結(jié)♋構，與标準節(jie)流裝置相比(bi)，雷諾數下限(xian)值有了很大(da)程度的改善(shan)，但當雷諾數(shu)很小時，V錐型(xing)流量計的不(bu)确定度将增(zeng)大，精度将難(nán)以保證。
 
　　優點(dian):流量大、長期(qi)測量精度高(gao)、重複性和穩(wěn)定性好✂️，安裝(zhuang)限制少、耐磨(mó)損、耐贓耐污(wū)。缺點:易堵塞(sai)、壓損大、結構(gòu)複雜⭕、拆裝困(kùn)難⛱️、量程比小(xiǎo)、小流量測量(liang)精度低。.
1.10靶式(shì)流量計
　　靶式(shì)流量計 主要(yào)用于解決高(gao)黏度、低雷諾(nuo)數流.體的流(liú)量測量🙇‍♀️，工作(zuò)原理是當介(jiè)質在測量管(guan)中流動時，因(yīn)其自身的動(dòng)能會對阻流(liu)件施加🏃🏻‍♂️一作(zuò)用力，其作用(yong)力大小與介(jiè)質流速的平(ping)方成正比，阻(zǔ)流件接受的(de)作用力，經剛(gāng)性連接的傳(chuán)遞件傳至傳(chuán)感器，傳感器(qì)産生電信号(hào)輸出此電壓(ya)信号經計算(suan)機處理後，即(ji)可得到相應(yīng)的瞬時❤️流🙇‍♀️量(liàng)和累積總量(liàng)。
　　優點:結構堅(jiān)固、無可動部(bu)件、安全可靠(kao);适合大管徑(jìng)、高低壓介質(zhì)的測量，拆卸(xie)方便;無任何(he)洩漏點、耐高(gao)壓，重複性🔴好(hao)、測量速度快(kuai)☀️;壓損小;抗幹(gàn)擾;基本不受(shòu)流體内雜質(zhi)影響;能通過(guò)更換阻流件(jian)(靶片)的方法(fa)而變量程;安(ān)裝簡單方便(biàn)，易維🤞護。缺點(diǎn):每次安裝都(dōu)需要設置零(líng)點;精度較低(dī)，不推薦用于(yu)貿易結算;不(bú)能用于頻繁(fán)斷流的工況(kuàng)。
2雷諾數的計(ji)算
　　雷諾數是(shi)流體力學中(zhōng)表征黏性影(yǐng)響的相似準(zhǔn)則數，記作Re。它(tā)又稱雷諾準(zhun)數，是用以判(pan)别黏性流體(ti)流動狀态的(de)-個無因次🍉數(shù)群。流體在圓(yuan)管内的流動(dòng)形态除了與(yǔ)流速㊙️有關外(wài)，還與管徑、流(liú)體的動力黏(nián)度、流體的密(mì)🔴度這3個因素(su)有關，其數學(xué)公式表達爲(wei):
Re=ρv´L/μ,(1)
　　式中，ρ爲流體(tǐ)密度;v´爲流場(chang)的特征速度(du)，L爲流場的特(te)征長⭐度;μ爲動(dòng)力黏性系數(shu)。
3常用流量計(ji)的選型
　　常用(yòng)流量計各有(you)特點，在選用(yòng)流量計時應(ying)揚長避短，根(gēn)據以下原則(zé)選擇适合本(ben)項目的流量(liang)計。
1)安全生産(chǎn)原則。第一是(shì)測量方式的(de)可靠性，即取(qǔ)樣或節流裝(zhuāng)置♈在生産中(zhong)不會發生機(ji)械強度或電(diàn)氣回路故障(zhang)而引起事故(gù);二是測量儀(yi)表無論在正(zheng)常工作還是(shi)在故障情況(kuang)下都不能對(dui)生産系統的(de)安🐕全性産生(sheng)影響。高溫高(gao)壓下、沖蝕較(jiào)嚴重🐆的場合(hé)，不能使用結(jie)構強度低的(de)靶💋式、渦輪流(liu)量計，也不能(neng)使用需要插(cha)入安📞裝的流(liú)量計。
2)滿足工(gōng)藝需求要求(qiú)原則。根據相(xiang)關工藝參數(shu)(流量、密度、黏(nián)度、管道的直(zhí)徑)計算出雷(léi)諾數，當雷諾(nuò)數小于2300時，流(liu)體處于🏃🏻‍♂️層流(liú)流态;當雷諾(nuò)數大于2300且小(xiǎo)于4000時，流體處(chù)于過渡♍流流(liú)态;當雷諾數(shu)大于4000時，流體(ti)處于🌈紊流流(liu)态🈚。工程上的(de)流體大部分(fèn)處于紊流流(liu)态，絕大部分(fèn)的流量計量(liàng)儀表也是針(zhen)對紊流流态(tai)的流⭐體進行(háng)設計的，所以(yi)對于處于🌏層(ceng)流流态和過(guo)渡流流态流(liu)體的流量計(jì)量需要選用(yong)特殊的流量(liàng)計。
　　流量計在(zai)其量程比範(fàn)圍内才能保(bao)證精度，選型(xing)時應注意‼️流(liú)量✌️範圍，選擇(ze)合适量程比(bi)的流量計。常(chang)用流量計量(liang)程比♊:科氏質(zhi)量🐆流量計，100:1;轉(zhuan)子流量計，10:1;超(chāo)聲🐪波流量計(ji)，100:1;渦街流量計(jì)⚽，10:1;渦輪流量計(ji)，10:1;靶式流量計(jì)，15:1;孔闆流量計(jì)，3:1;電磁流量計(ji)，100:1，V錐型流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量計(ji)，10:1，容積式流量(liang)計，10:1。
3）安裝要求(qiú)原則。流量計(ji)精度，受其前(qian)後直管段長(zhang)度影響🐇，選型(xíng)時🌈應結合管(guan)道專業的三(san)維模型，按照(zhào)前後直管段(duan)長度相關要(yào)求進行流量(liàng)計的選擇，常(chang)用流量計對(dui).上遊、下遊直(zhí)管段的要求(qiú)如表1所示，其(qí)中D爲流量計(jì)直徑。

 
4)價格原(yuán)則。科氏質量(liang)流量計、容積(ji)式流量計和(hé)超聲波(管段(duan)式)流量計是(shì)貴的流量計(jì)，轉子和孔闆(pǎn)流量計價格(gé)較低，而渦輪(lun)、渦街、靶式、 超(chao)聲波(外夾式(shì)) 、V錐型等流量(liàng)計的價格在(zài)250mm(10寸)以内都相(xiang)差不遠，250mm.(10寸)以(yǐ)👉上🌐的流量計(jì)應盡量選用(yòng)價格便宜的(de)孔闆流量計(jì)。

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