威力巴流量計(jì)在儲(chǔ)氣庫(kù)的適用性研究
發(fā)布時(shí)間：2022-08-11 23:10:42來(lái)源：www.meicon.com.cn來(lái)源：..
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摘要：本文通過(guò)對(duì)威力巴工作原理、性能指標(biāo)及威力巴探頭優(yōu)點(diǎn)的介紹，從四個(gè)方面對(duì)威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)和孔板流量測(cè)量系統(tǒng)做了比較，得出威力巴是一種可靠、節(jié)能、高效的均速流量探頭的結(jié)論，并介紹了威力巴的防堵情況及使用中應(yīng)注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：威力巴；均速探頭；高效；節(jié)能
一、引言
儲(chǔ)氣庫(kù)是保障能源供應(yīng)的重要手段之一，其生產(chǎn)運(yùn)行周期分為注氣期和采氣期，一般夏季注氣，冬季采氣，注采氣時(shí)需要了解單井的生產(chǎn)氣量，必須加裝流量計(jì)量裝置。目前儲(chǔ)氣庫(kù)單井注氣計(jì)量大部分采用威力巴流量計(jì)，本文通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，分析威力巴流量計(jì)在儲(chǔ)氣庫(kù)的適用性。
利用差壓原理進(jìn)行流量測(cè)量是當(dāng)今世界上最可靠的流量測(cè)量方式之一，代表產(chǎn)品——孔板有著悠久的歷史，人們對(duì)它的安裝、使用和檢修都非常熟悉。流量測(cè)量系統(tǒng)一般由節(jié)流裝置（差壓發(fā)生器）、差壓變送器以及流量積算儀等二次儀表組成。
隨著電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，變送器、積算儀等二次儀表的精度、靈敏度發(fā)生了質(zhì)的變化，達(dá)到了極高的水平。一種全新均速流量探頭——威力巴，使得一次源的測(cè)量精度、重復(fù)性和可靠性達(dá)到一個(gè)嶄新的高度。
二、威力巴工作原理
當(dāng)流體流過(guò)探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理，流體流過(guò)探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過(guò)后，在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并且在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)旋渦。均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素。低壓信號(hào)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確對(duì)均速探頭的精度和性能起著決定性作用。威力巴均速流量探頭能精確地檢測(cè)到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓，它在高、低壓區(qū)有按一定準(zhǔn)則排布的多對(duì)取壓孔，使準(zhǔn)確檢測(cè)平均流速成為可能。
三、威力巴優(yōu)點(diǎn)及性能指標(biāo)
?。ㄒ唬?strong>威力巴均速流量探頭的優(yōu)點(diǎn)
● 可測(cè)量多種介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣泛
● 精度高，量程比大
● 探頭取壓孔本質(zhì)防堵
● 測(cè)量信號(hào)穩(wěn)定、波動(dòng)小
● 管道永久壓損低
● 獨(dú)有高強(qiáng)度的子彈頭型雙腔結(jié)構(gòu)
● 安裝費(fèi)用低，基本免維護(hù)
● 可以在線(xiàn)安裝和檢測(cè)
（二）威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)的性能指標(biāo)
● 測(cè)量精度：±1% ● 重復(fù)精度：±0.1%
● 適用壓力：0 ～ 40MPa ● 使用溫度：-180℃ ～ 550℃
● 適用介質(zhì)：滿(mǎn)管、單向流動(dòng)的、單相的氣體、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液體
四、威力巴流量測(cè)量系統(tǒng)和孔板流量測(cè)量系統(tǒng)的比較
?。ㄒ唬┩Π团c孔板長(zhǎng)期精度比較
威力巴能長(zhǎng)期保持高精度。因?yàn)椋Π途哂歇?dú)特的結(jié)構(gòu)，不受磨損、雜質(zhì)和油脂的影響;沒(méi)有可以活動(dòng)的部件;一體化結(jié)構(gòu)避免了高低壓腔室之間的信號(hào)滲漏;
而孔板使用時(shí)間一長(zhǎng)，精度就會(huì)急劇下降，需要進(jìn)行定期檢測(cè)和清洗。導(dǎo)致孔板精度下降的部分因素參看圖1。美國(guó)Florida Gas Transmission Company進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，定量測(cè)量各種因數(shù)對(duì)孔板所導(dǎo)致的精度損失。
?。ǘ┩Π团c孔板運(yùn)行費(fèi)用的比較
同孔板相比威力巴的長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用非常低，投入運(yùn)行不到一年所節(jié)省的電費(fèi)就可以收回采購(gòu)成本。威力巴采用非收縮節(jié)流設(shè)計(jì)，比孔板的永久壓損至少降低了95%以上，是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭。
?。ㄈ┩Π团c孔板壓損比較
節(jié)流式流量計(jì)是一種典型的差壓式流量計(jì)，是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸汽流量最常用的一種流量計(jì)。其測(cè)量的理論基礎(chǔ)是：在充滿(mǎn)流體的管道中，固定放置一個(gè)流通面積小于管道截面積的阻力件（節(jié)流件），則管道內(nèi)流體在通過(guò)該節(jié)流件時(shí)就會(huì)造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。這種流量計(jì)不可避免地會(huì)在管道中產(chǎn)生永久壓損。以孔板為例，其流體壓力損失的主要原因是孔板前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機(jī)械能的一部分不可逆轉(zhuǎn)地變成了熱能，消失在流體內(nèi)。而威力巴流量計(jì)采用了子彈頭形的革命性設(shè)計(jì)，使得其不僅在流量測(cè)量上保持了高精度、高強(qiáng)度和大量程比，還使得管道壓損大大降低。威力巴只產(chǎn)生非常低的永久性壓力損耗，典型的少于0.7kPa，而一個(gè)孔板元件所產(chǎn)生的永久性壓力損耗超過(guò)了14kPa。
綜上所述，威力巴是一種高效、節(jié)能的均速流量探頭。
五、威力巴探頭的防堵設(shè)計(jì)
威力巴流量探頭以其卓越的防堵設(shè)計(jì)，徹底擺脫了阿牛巴等插入式流量探頭易堵塞的弊端，使均速管流量探頭的防堵水平達(dá)到了空前的高度。
?。ㄒ唬┩Π吞筋^的高壓取壓孔不會(huì)被堵
探頭前部形成高壓區(qū)，壓力略高于管道靜壓，阻止了顆粒進(jìn)入。在探頭的高壓取壓孔處流體的速度是零，沒(méi)有物體會(huì)進(jìn)入取壓孔。剛開(kāi)機(jī)時(shí)，流體在管道靜壓作用下進(jìn)入彎管，很快形成了壓力平衡的狀態(tài)。當(dāng)壓力平衡狀態(tài)形成以后，流體在彎管進(jìn)口處遇到高壓，繞道而行，不再進(jìn)入彎管中。
?。ǘ┩Π吞筋^的低壓取壓孔實(shí)現(xiàn)本質(zhì)防堵
一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的后部。這就是為什么秋天的樹(shù)葉總是集中在背風(fēng)的房子后面的原因。其它的探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部真空區(qū)，在渦街力的作用下，探頭的低壓取壓孔很快地被渦流帶來(lái)的雜質(zhì)堵死。
威力巴的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使低壓取壓孔位于探頭側(cè)后兩邊、流體分離點(diǎn)和尾跡區(qū)的前部。這種設(shè)計(jì)從本質(zhì)上防止了堵塞并且能產(chǎn)生一個(gè)非常穩(wěn)定的低壓信號(hào)。
六、威力巴探頭的使用注意事項(xiàng)
連續(xù)工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但是在以下情況下，威力巴仍需注意防堵：
● 當(dāng)引壓管泄漏，探頭高壓區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔;
● 當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔;
● 系統(tǒng)頻繁開(kāi)機(jī)時(shí)，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞;
● 介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類(lèi)生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。
綜上所述，威力巴流量計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用壓力范圍廣，操作少，故障率低，不易泄漏，日常維護(hù)量小，技術(shù)成熟，適用于氣體、液體和蒸汽的高精度流量測(cè)量，運(yùn)用了最先進(jìn)的差壓式流量測(cè)量技術(shù)，采用了完全符合空氣動(dòng)力學(xué)原理的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一種在精度、功效、可靠性及經(jīng)濟(jì)方面達(dá)到了無(wú)比卓越程度的傳感器元件，威力巴流量計(jì)在儲(chǔ)氣庫(kù)投用二十幾年來(lái)，基本上未出現(xiàn)過(guò)故障，也非常節(jié)能環(huán)保，完全適用儲(chǔ)氣庫(kù)對(duì)單井計(jì)量的要求。
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