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渦街流量計在管道流量計量技術(shù)存在的問題及解決方案    1 渦街流量計管道流量計量技術(shù)存在的問題    管道氣體存在濕度大、雜質(zhì)多、氣液固混合、壓力低、流量變化范圍寬、流速下限低、現(xiàn)場安裝環(huán)境局限性大等特點(diǎn)，這就要求測量其流量的流量計具有如下特征：無可轉(zhuǎn)動部件，測量量程比寬，可測量多項流，不易堵塞磨損，長久性壓損小，測量下限低，直管段要求短。雖然渦街流量計氣體流量計種類很多，但適用于管道流量測量的流量計并不是很多。當(dāng)前應(yīng)用為廣泛的孔板流量計、渦街流量計、皮托管流量計、V錐流量計等在測量管道時也存在相應(yīng)的問題。    孔板流量計存在的問題：（1）測量量程比窄，約為1∶3，相對煤礦流量變化范圍來說，測量范圍較窄；（2）采用邊緣截止、中間流通的銳角節(jié)流方式，使管道氣體中的液體或固體雜質(zhì)無法順利流過，造成孔板前方液體和固體雜質(zhì)堆積的現(xiàn)象，需要經(jīng)常清洗管道；一，渦街流量計技術(shù)基礎(chǔ)理論研究：新的測試?yán)碚摵头椒ㄑ芯俊⑷斯ぶ悄芾碚撗芯俊㈩l率基溯源與標(biāo)準(zhǔn)器獲得方法研究、新型測控總線及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究、測量與儀器標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定等都是今后在理論研究方面的重點(diǎn)。（3）對流場的分布要求較高，直管段要求長，現(xiàn)場安裝局限性大；（4）對管道介質(zhì)造成的長久性壓損較大，特別是負(fù)壓端會影響井下抽放壓力，同一條管道上不適宜串聯(lián)使用多臺孔板。    渦街流量計存在的問題：（1）對環(huán)境振動較為敏感，現(xiàn)場長期運(yùn)行穩(wěn)定性較差；（2）測量下限較高，特別是對于低密度介質(zhì)，如氣體介質(zhì)，特別是負(fù)壓狀態(tài)下的氣體介質(zhì)，測量下限一般不低于5ms/；（3）采用插入式點(diǎn)測量方式，插入的深度不同，測量的流量結(jié)果也不相同，無法保證現(xiàn)場與實驗室的測量精度一致；（4）直管段要求更長，現(xiàn)場安裝局限性更大。    皮托管流量計由于插入桿較細(xì)，取壓孔較小，容易堵塞，不適宜長期在線測量流量。    旋進(jìn)漩渦流量計存在的問題：（1）適用管徑范圍小，一般大只能測量300ｍｍ管徑，適用面較窄；（2）給管道帶來的長久性壓力損失較大，影響抽放效果，主要應(yīng)用于油田井口平臺高中壓油、氣的流量測量；（3）現(xiàn)場適應(yīng)性差，同一管徑的每一臺儀表都具有相同的流速測量范圍，且不可更改，只能通過現(xiàn)場管道的擴(kuò)管或縮管來滿足流量計的流速測量要求，即以現(xiàn)場工況條件來適應(yīng)并滿足流量計的需要；（4）易受被測介質(zhì)影響，特別在介質(zhì)臟污的情況下，其導(dǎo)流器（旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流槽、在入口處的螺旋漿形葉片）容易結(jié)垢，嚴(yán)重時可能封閉葉片面積，需要經(jīng)常清理。

溫度對流量計的影響  以腰輪流量計為列計算，流體在流經(jīng)腰輪流量計計量室時，為使流體推動轉(zhuǎn)子靈活自如地轉(zhuǎn)動，流量計轉(zhuǎn)子與殼體、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間留有一定的間隙；而且因流量計材質(zhì)不同，受不同溫度條件的影響，發(fā)生不同的變化，因此產(chǎn)生一定的漏失量。計算公式如下：  E=E1-β（t-t1）式中E為流量計實際運(yùn)行情況下產(chǎn)生的誤差；E1為流量計標(biāo)定條件下產(chǎn)生的誤差；p為流量計計量腔體材質(zhì)體體積膨脹系數(shù)，℃～；t為流量計實際運(yùn)行時油品溫度，℃；t1為流量計檢定時油品溫度，℃。計量腔體材質(zhì)為鑄鋼型，可取℃，當(dāng)溫度由標(biāo)定時的41℃上升到生產(chǎn)時的54℃時，對流量計基本誤差的影響。壓力對流量計的影響  由于壓力的作用，流量計殼體的彈性變形，隨著壓力，計量腔體積增大，由此引起轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙增大，漏失量也隨著增大。  △為腰輪流量計計量腔體積變化量；當(dāng)被測介質(zhì)流過柱形體時,在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生的旋渦不斷分離,分離的頻率與介質(zhì)流速成正比。V為檢定時計量腔體積；D為計量腔內(nèi)徑，m；△p為流量計檢定與工作時的壓差，Pa；a為殼體材質(zhì)的縱向彈性模數(shù)，Pa；L為殼體的厚度，m。當(dāng)介質(zhì)壓力增大較大時4-5Mpa時，必然引起流量計殼體的彈性變形較大，轉(zhuǎn)子與殼體間間隙增大，影響了流量計計量室容積。

渦街流量計的優(yōu)缺點(diǎn)

主要優(yōu)點(diǎn)：

　　(1) 渦街流量計結(jié)構(gòu)簡單牢固，安裝維護(hù)方便。

　　(2) 適用流體種類多，如液體、氣體、蒸汽以及部分混相流體。

　　(3) 與差壓式、浮子式流量計比較，準(zhǔn)確度較高，一般可達(dá)±1%R左右。

　　(4) 范圍寬度達(dá)10:1或20:1。

　　(5) 壓損小，約為孔板流量計的1/2~1/4。

　　(6) 輸出與流量成正比的脈沖信號，適用于總量計量，無零點(diǎn)遷移。

　　(7) 在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出頻率信號不受流體物性(密度、黏度)和組分影響，儀表系數(shù)公與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關(guān)，可以在一種典型介質(zhì)中校驗而適用于各種介質(zhì)。

　　(8) 可針對不同對象選用相應(yīng)的旋渦檢測技術(shù)。

　　局限性：

　　(1) 渦街流量計不適用于低雷諾數(shù)(ReD≤2*104)測量，在高黏度、低流速、小口徑情況下應(yīng)用受到限制。

　　(2) 管道有振動的場所應(yīng)選用耐振檢測方式的儀表。

　　(3) 旋渦分離的穩(wěn)定性受到流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響，應(yīng)根據(jù)上游側(cè)不同形式的阻流件配置足夠長的直管段，一般可參照節(jié)流式差壓流量計的直管段長度要求安裝。

　　(4) 與渦輪流量計相比，儀表系數(shù)較低，分辨率低，且口徑越大越低，一般應(yīng)用于中小口徑(DN25~DN300)。

　　(5) 儀表在脈動流、混相流中應(yīng)用尚缺試驗數(shù)據(jù)。