常見(jiàn)問(wèn)題

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于電磁流量計(jì)的選擇介紹說(shuō)明

在油田很多生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所使用的流量計(jì)選型不夠合理，有的存在安裝錯(cuò)誤，造成計(jì)量誤差過(guò)大，還有些不能滿足生產(chǎn)或原油交接計(jì)量的需要，流量計(jì)是石油開(kāi)采企業(yè)最常用的儀表。很多形式的流量計(jì)都能計(jì)量原油，但選擇時(shí)僅靠經(jīng)驗(yàn)和單純考慮購(gòu)置費(fèi)進(jìn)行選型，可能會(huì)失去選擇最適合儀表的機(jī)會(huì)。由此可見(jiàn)正確選擇和使用流量計(jì)并非易事。要正確和有效地選擇原油流量計(jì)，必須考慮以下5個(gè)方面的因素，即性能要求、原油物性、安裝要求、環(huán)境條件和費(fèi)用。

流量計(jì)性能要求

選擇流量計(jì)在性能要求上考慮的內(nèi)容有：瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、精確度、重復(fù)性、線性度、流量范圍和范圍度、壓力損失、輸出信號(hào)特性和響應(yīng)時(shí)間等。不同測(cè)量目的，在流量計(jì)性能方面有不同選擇。如原油貿(mào)易結(jié)算計(jì)量對(duì)精確度要求較高；連續(xù)測(cè)量過(guò)程控制通常要求良好的可靠性和重復(fù)性，有時(shí)還要求寬的范圍度，對(duì)測(cè)量精確度要求應(yīng)放在次要地位；油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不要求流量計(jì)有太高的精度，但對(duì)原油物性和工況有較好的適應(yīng)性。

如既要計(jì)量總流量，又要應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中，如流量計(jì)既作為原油交接計(jì)量口，又要考慮原油管線泄漏報(bào)警裝置信號(hào)采集，流量計(jì)精確度的確定要在整個(gè)系統(tǒng)控制精確度要求下進(jìn)行，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)不僅有流量檢測(cè)的誤差，還包含有信號(hào)傳輸、控制調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)的誤差和各種影響因素，如操作執(zhí)行環(huán)節(jié)往往有一定的誤差，對(duì)測(cè)量儀表確定過(guò)高的精確度是不合理和不經(jīng)濟(jì)的。流量計(jì)規(guī)范確定的精確度等級(jí)是在一定流量范圍內(nèi)，如果在規(guī)定范圍內(nèi)使用，一般精確度有保證，超過(guò)規(guī)定的流量范圍，實(shí)際精確度比標(biāo)稱值低，測(cè)定的流量低于流量計(jì)最小測(cè)量值時(shí)有可能流量計(jì)不啟動(dòng)，通常流量計(jì)的使用范圍應(yīng)該在標(biāo)稱范圍的30%～80%內(nèi)使用。用于貿(mào)易結(jié)算要求較高精確度，一般應(yīng)不低于于0.2級(jí)，還應(yīng)考慮精確度的持久性和檢定周期的關(guān)系，能否保證在整個(gè)檢定周期內(nèi)都合格。流量計(jì)的壓力等級(jí)應(yīng)高于工藝流程要求的壓力等級(jí)一個(gè)數(shù)量級(jí)，如工藝流程為4MPa，選用的流量計(jì)一般應(yīng)為6.4MPa。原油流量計(jì)都應(yīng)當(dāng)具備防爆功能，防爆等級(jí)應(yīng)滿足油氣站、庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范和安全要求。

重復(fù)性在過(guò)程控制應(yīng)用中是重要的指標(biāo)，由流量計(jì)本身原理與制造質(zhì)量所決定，但在實(shí)際應(yīng)用中，流量計(jì)的重復(fù)性被許多因素如原油黏度、密度、周圍電磁場(chǎng)干擾等因素影響，因此要求重復(fù)性好的場(chǎng)所，不應(yīng)選擇環(huán)境、介質(zhì)和工況影響敏感的流量計(jì)。

容積式流量計(jì)通常以機(jī)械或脈沖頻率輸出，直接得到累計(jì)流量，具有較高精確度，適用于計(jì)量總量，如需輸出瞬時(shí)流量需配備相應(yīng)的發(fā)訊裝置。電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等在原理上是以測(cè)量介質(zhì)流速推導(dǎo)出流量，響應(yīng)快，適用于過(guò)程控制（如泄露報(bào)警），通過(guò)積算后也可獲得總流量。在流量計(jì)選型時(shí)應(yīng)考慮生產(chǎn)工藝所要求的測(cè)量精確度、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)流量的波動(dòng)范圍、在什么測(cè)量范圍內(nèi)保證精確度、生產(chǎn)或管理要求流量計(jì)的檢定周期、是否要現(xiàn)場(chǎng)在線實(shí)液檢定、流量計(jì)的壓力等級(jí)、防爆等級(jí)等。

選擇流量計(jì)的通徑應(yīng)按被測(cè)管道使用的流量范圍和被選流量計(jì)的上限流量和下限流量來(lái)選配，而不應(yīng)簡(jiǎn)單地按管道通徑選用。通常設(shè)計(jì)管道流體最大流速是按經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定的。因?yàn)榱魉龠x擇過(guò)低，管徑粗投資大；流速過(guò)高則輸送功率大，增加運(yùn)行費(fèi)用。大部分流量計(jì)上限流量的流速接近或略高于管道經(jīng)濟(jì)流速，因此流量計(jì)通徑與管徑相同的可能性較大，安裝比較方便，如不相同也不應(yīng)相差太多，一般相鄰一檔規(guī)格，采用變徑管連接。

流量計(jì)范圍度為上限流量和下限流量的比值，其值愈大流量范圍愈寬。線性儀表有較大范圍度，0.5級(jí)容積式流量計(jì)一般為10∶1；0.2級(jí)容積式流量計(jì)一般為5∶1；非線性儀表則較小，通常僅3∶1，流量計(jì)精度越高范圍度越小，否則范圍度大。在選用時(shí)應(yīng)合理考慮兩者的關(guān)系。

安裝方面的考慮

不同原理的流量計(jì)對(duì)安裝要求有很大不同。例如差壓式、渦輪式流量計(jì)需要長(zhǎng)的上游直管段，有些流量計(jì)則無(wú)此要求或要求較低。有些流量計(jì)需要考慮安裝位置與介質(zhì)流動(dòng)方向、維護(hù)空間、安裝方向等。流量計(jì)計(jì)量性能受安裝狀況的影響很大，流量計(jì)誤差較大的原因，有一部分是安裝不善造成的。安裝方面考慮的因素有：流量計(jì)的安裝方向、原油流動(dòng)方向、上下游直管段、閥門位置、振動(dòng)、電磁干擾和維護(hù)空間等。

有些流量計(jì)水平安裝和垂直安裝在計(jì)量性能上有差別，例如原油垂直向下流動(dòng)帶給流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)元件額外力，會(huì)顯著影響性能，線性或重復(fù)性變壞。大部分流量計(jì)的安裝方向生產(chǎn)廠商作出規(guī)定，應(yīng)予遵守。安裝方向還取決于原油的物性，如水平安裝可能沉淀固體顆粒損害流量計(jì)軸承。有些流量計(jì)只能在某一流動(dòng)方向工作，錯(cuò)誤安裝成反向流動(dòng)會(huì)損壞流量計(jì)。使用這類流量計(jì)還應(yīng)注意在誤操作條件下是否有可能產(chǎn)生反向流動(dòng)，如有此可能就需要安裝止回閥以保護(hù)流量計(jì)。能雙向工作的流量計(jì)，正向和反向之間測(cè)量性能亦可能有些差異。維護(hù)空間的重要性常被忽視。一般來(lái)說(shuō)應(yīng)能進(jìn)入到流量計(jì)周圍，易于維護(hù)，并能有更換整機(jī)的位置。

有些流量計(jì)（如科氏質(zhì)量流量計(jì)）易受振動(dòng)干擾，應(yīng)考慮可靠支撐。流量計(jì)的管線上總是有控制閥。控制閥應(yīng)裝在流量計(jì)下游，以避免由閥門產(chǎn)生任何流速分布擾動(dòng)和氣穴，從而影響測(cè)量精度。

有些流量計(jì)可能需要安裝保證儀表正常運(yùn)行的附加防護(hù)設(shè)施。例如容積式和渦輪式流量計(jì)一般在其上游安裝合適的過(guò)濾器、消氣器。

原油物性和輸油工況方面的考慮

原油流量計(jì)的運(yùn)行狀況受到原油溫度、輸油壓力、原油密度、原油黏度、流量大小等因素的影響。原油的物理性質(zhì)隨溫度和壓力的變化要發(fā)生一定變化。當(dāng)原油以流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量時(shí)，由于溫度、壓力、黏度等因素的變化均會(huì)影響原油的體積。其中溫度是流量計(jì)計(jì)量中影響最大的一個(gè)參數(shù)。溫度的改變會(huì)引起一系列參數(shù)的改變，它使原油的體積、密度、黏度以及流量計(jì)殼體與內(nèi)部部件之間的間隙發(fā)生變化，因而導(dǎo)致漏流量的變化。如溫度降低，原油中的石蠟和焦質(zhì)物粘附在殼體內(nèi)壁和部件上，這樣就改變了流量計(jì)計(jì)量腔的體積，直接影響流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。在原油計(jì)量時(shí)，容積式流量計(jì)是最常使用的，它的計(jì)量原理，就是流量計(jì)殼體內(nèi)有一個(gè)精確的計(jì)量腔，流量計(jì)通過(guò)記錄原油充滿計(jì)量腔的次數(shù)來(lái)計(jì)量所輸送原油的體積量。由于流量計(jì)轉(zhuǎn)子和計(jì)量室壁之間有一定的間隙，加上轉(zhuǎn)子及計(jì)量室的加工誤差，必然引起被測(cè)介質(zhì)的泄露，但一般都在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，因此引起流量計(jì)的附加誤差主要由流量、黏度、溫度、壓力以及運(yùn)行時(shí)間等因素造成。

經(jīng)濟(jì)因素

經(jīng)濟(jì)方面只考慮儀表的購(gòu)置費(fèi)是不全面的，還應(yīng)考慮其他的費(fèi)用，如附件購(gòu)置費(fèi)、安裝費(fèi)、維護(hù)和流量計(jì)檢定費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和備件費(fèi)等。貿(mào)易結(jié)算計(jì)量還應(yīng)比較計(jì)量誤差造成的經(jīng)濟(jì)損失。

流量計(jì)運(yùn)行費(fèi)用主要是工作時(shí)能量消耗，包括電動(dòng)儀表內(nèi)部電氣件的電力消耗，以及測(cè)量過(guò)程中推動(dòng)流體通過(guò)儀表所消耗的能量，亦即克服流量計(jì)因測(cè)量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費(fèi)。有些流量計(jì)采用干電池供電，電池消耗費(fèi)用也是很可觀的。泵送費(fèi)用是一個(gè)隱蔽性費(fèi)用，往往被忽視。例如差壓式儀表差壓裝置產(chǎn)生的壓差，有相當(dāng)大阻力。電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)此項(xiàng)費(fèi)用忽略。

流量計(jì)都應(yīng)當(dāng)執(zhí)行周期檢定，檢定周期應(yīng)按儀表實(shí)際應(yīng)用頻度確定，但不應(yīng)超過(guò)檢定規(guī)程的規(guī)定。檢定費(fèi)用占有流量計(jì)運(yùn)行費(fèi)用的較大比例。維護(hù)費(fèi)用為儀表安裝投入使用后保持測(cè)量系統(tǒng)正常工作所需費(fèi)用，主要包括維護(hù)勞務(wù)和備用件費(fèi)。有運(yùn)動(dòng)零部件的儀表一般需要較多維護(hù)工作，如定期調(diào)換易磨損軸承、軸、轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)齒輪等。

環(huán)境條件方面的考慮

流量計(jì)選型過(guò)程中應(yīng)考慮儀表的周圍條件及其預(yù)期變化，包括環(huán)境溫度、濕度、安全性和電氣干擾等。儀表的電子部件和某些儀表流量檢測(cè)部分會(huì)受環(huán)境溫度變化影響。例如，流量計(jì)殼體尺寸變化，通過(guò)儀表殼體傳熱改變流體密度和黏度等；影響到顯示儀表電子元件時(shí)，將降低測(cè)量性能。有時(shí)候采取轉(zhuǎn)換顯示部分和流量傳感器分別裝在不同場(chǎng)所，以保證電子元件免受溫度影響。高濕度會(huì)加速大氣腐蝕和電解腐蝕并降低電氣絕緣，低濕度容易產(chǎn)生靜電。這些都會(huì)對(duì)流量計(jì)的電路部分產(chǎn)生影響，有時(shí)甚至造成故障。

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