摘要:文章(zhāng)主要介紹(shào)了海洋平(ping)台常用流(liu)量計 的原(yuán)理和特點(dian)，結合海洋(yáng)平台的特(te)點叙述了(le)流量計選(xuǎn)型🏃🏻‍♂️時☔的注(zhù)意事項，并(bing)給出了海(hai)洋平台常(cháng)用流量計(jì)的選✍️型原(yuan)則和計算(suàn)方法，爲海(hǎi)洋平台選(xuǎn)出合适的(de)流量計提(tí)供了一種(zhong)方案。
　　流量(liàng)計量是海(hǎi)洋平台計(jì)量的重要(yao)組成部分(fen)之海洋平(píng)台❄️空間緊(jin)張，油氣生(sheng)産設施布(bu)置緊湊，距(ju)離陸地較(jiào)遠，一旦發(fā)生風險，輕(qīng)則影響生(shēng)産，重則導(dao)緻平台火(huǒ)災和原油(yóu)洩漏，造♈成(cheng)重大✌️經濟(jì)損失和惡(è)劣的社會(hui)影響。因此(ci)做好工作(zuo)流量⛷️計的(de)選型，對保(bǎo)證生産質(zhì)量、提高生(sheng)産效率等(děng)具有重要(yào)的作用。
　　流(liu)量計量是(shì)一項極其(qi)複雜的工(gōng)作，需要考(kao)慮各種環(huan)💞境因素💯、被(bèi)測介質的(de)理化特性(xing)、被測介質(zhi)當前的工(gōng)藝參數等(deng)。流量測量(liang)方法很多(duō)，流量儀表(biao)的種類更(gèng)是繁多，可(ke)供🧑🏾‍🤝‍🧑🏼工業用(yong)的流量計(jì)量儀🐇表就(jiù)有60多種”。每(měi)種産品适(shì)用性和局(jú)限性都不(bú)一樣。目前(qian)，海洋平台(tái)可選的流(liú)量計類型(xíng)主要有科(kē)氏質量流(liu)量計、超聲(shēng)波流量計(jì)、容積式流(liú)量計、孔闆(pan)流量計、電(diàn)磁💚流量計(ji)、渦輪流量(liang)計、渦街流(liú)量計、轉子(zi)流量計、V錐(zhui)型流量計(jì)、靶式流量(liang)計等。
1海洋(yáng)平台常用(yòng)流量計的(de)原理及特(te)點
1.1科氏質(zhì)量流量計(ji)
　　科氏質量(liang)流量計的(de)傳感器内(nèi)有2個平行(hang)流管，中間(jiān)設有驅動(dòng)線圈，兩端(duan)設有檢測(cè)線圈。當發(fā)射機提供(gong)🔞的激勵電(dian)壓加到驅(qū)🌍動線圈上(shang)，振動管在(zài)往複周期(qi)中振動，流(liú)體流過傳(chuán)感器的振(zhèn)動管時，振(zhen)動管就會(hui)産生科氏(shi)力效應，使(shi)💃振動管産(chǎn)生扭轉振(zhen)動。安裝在(zài)🌏振動管兩(liǎng)端的檢測(cè)線圈将産(chan)生2組不同(tong)相位的信(xìn)🌍号，2個信号(hao)的相位差(chà)與流體通(tōng)過傳感器(qi)的質🥰量流(liú)☂️量成正比(bi)。
　　優點:直接(jiē)測量流體(ti)的質量流(liu)量，測量精(jing)度高;測量(liang)範📞圍廣泛(fàn);測量管的(de)振動幅小(xiǎo)，可視作非(fei)活動件，無(wú)擾流件和(he)活動件;測(cè)量值對迎(yíng)流流速分(fèn)布不敏感(gǎn)、對流體✌️黏(nián)度不敏感(gan);流🛀體密度(dù)對測量值(zhi)影響微小(xiao)。缺點:零點(dian)不穩定;不(bu)🧡能用于測(cè)量低密度(du)介質和低(di)💘壓氣體;容(róng)易受到振(zhen)動幹擾;無(wú)法測量大(dà)管徑;測量(liàng)管内壁沉(chen)積結垢或(huo)磨損腐蝕(shi)會嚴重影(yǐng)響測量精(jing)度”;壓損大(dà);重量較大(da)，體積較大(dà);價格🛀昂貴(gui)。
1.2超聲波流(liu)量計
　　超聲(shēng)波流量計(ji) 是指基于(yú)超聲波在(zai)流動介質(zhì)中傳播速(sù)度等于被(bei)📞測📱介質的(de)平均流速(su)與聲波在(zài)靜止介質(zhi)中速度的(de)矢量和的(de)原理開發(fa)的流量計(ji)，主要有多(duo)普勒式、時(shí)差式、波束(shu)偏移式、噪(zao)聲🈲式及相(xiàng)🐇關式等類(lèi)型田。海洋(yáng)平台通常(chang)采用多聲(sheng)道、時差式(shi)。時差式基(jī)本原理:超(chāo)聲波沿流(liu)體正向傳(chuán)播和🏃‍♂️其沿(yan)流體逆⭐向(xiàng)傳播的速(su)度不同會(hui)引起時差(cha)。采用2(多)個(ge)超聲波發(fā)送器(UA和UB)和(he)2(多)個超聲(shēng)波接收(RA和(he)RB)，2組取自同(tóng)一聲✔️源的(de)聲波在UA與(yǔ)RA之間和UB與(yu)RB之間分别(bié)傳送，這2組(zǔ)聲波與管(guan)道均成α角(jiǎo)(α=45°)，超聲波流(liu)🚶量計原理(li)示意圖見(jian)圖1。向下遊(you)發射的超(chāo)聲波會被(bei)流體加速(sù)，而向.上遊(you)發射的超(chao)聲波會被(bei)延遲，其時(shi)間差與流(liu)體流速成(cheng)正比。。也可(ke)以發送正(zheng)⛹🏻‍♀️弦波信号(hào)測量2(多)組(zu)聲波🥰之間(jiān)的相移來(lai)計算出流(liú)體的流速(su)。
 
　　優點:可作(zuò)非接觸測(ce)量，無擾流(liú)，無壓損;可(ke)測量大尺(chǐ)🧡寸☀️管道✌️，在(zai)㊙️無法實現(xiàn)實流校驗(yàn)時可選擇(ze)超聲波流(liú)🏃量計;可測(ce)量非導電(diàn)♋性流體。缺(que)點:耐溫性(xìng)能不高;抗(kang)幹擾能力(li)差;直管段(duàn)要求嚴格(ge);結垢會嚴(yan)重影響測(cè)♉量精度及(ji)測量精度(du);可靠性、精(jīng)度等級不(bu)高;重複性(xing)差、使用壽(shou)命短、價格(ge)較高，超聲(sheng)流量計(時(shi)差式)隻能(néng)用于潔淨(jìng)流🏃‍♂️體。
1.3容積(jī)式流量計(ji)
　　容積式流(liú)量測量是(shi)采用固定(ding)的小容積(ji)來反複計(jì)量通過流(liu)量計的流(liú)體體積。在(zai)容積式流(liú)量計内部(bu)👈必須具有(you)一個或多(duo)個标準容(rong)積的空間(jian)，通常稱爲(wei)“計量空👄間(jian)”，該空間由(yóu)儀表殼體(ti)内壁和流(liú)量計轉動(dong)❤️部件組成(cheng)。流體通過(guò)會帶動流(liu)量計的轉(zhuǎn)動部件旋(xuán)❌轉，在這個(ge)過🏃‍♀️程中，流(liú)體一❤️次又(you)一次地充(chong)滿計量空(kōng)間，然後在(zai)一次又一(yī)次地排出(chu)。在一定條(tiáo)件下，該計(jì)量空間的(de)容積是固(gù)定的，測得(dé)流量計轉(zhuan)動部件的(de)✂️旋轉次數(shu)，即可以計(jì)算得到通(tōng)過流量計(jì)的流體流(liu)量的累積(ji)值。
　　優點:計(jì)量精度高(gāo);無直管段(duan)要求，能用(yong)于高黏度(dù)、低🌂雷諾數(shù)流體的測(cè)量;可選直(zhi)讀式儀表(biǎo)，無需外部(bu)能源(也👌可(kě)采用锂電(diàn)池供電)，可(kě)直接測量(liàng)累積流量(liang)。缺㊙️點:結構(gòu)✍️複雜，體積(ji)大;對被測(ce)介質種類(lei)、潔淨度和(he)相态要求(qiu)較🔞高;不能(néng)用于高溫(wēn)和低溫工(gong)況;産生較(jiào)大噪聲和(hé)振動。
1.4孔闆(pan)流量計
　　孔(kǒng)闆流量計(jì) 是由标準(zhun)孔闆和 差(chà)壓變送器(qi) 配套組成(cheng)的流量計(jì)量儀表，屬(shu)于差壓式(shi)流量計的(de)一🌐種。它👅是(shi)以流動連(lian)續性方程(cheng)和伯努利(li)方程式爲(wèi)基礎，當充(chōng)滿管道的(de)流體流經(jing)标準孔闆(pan)時，在孔闆(pǎn)的節流孔(kong)處流體流(liú)速加快，在(zài)孔闆前後(hòu)産生了壓(yā)差，流體的(de)流量越大(dà)，在孔闆前(qián)後産生的(de)🔞壓差越大(da)，便可通過(guò)測量壓差(cha)來計算出(chū)流體流量(liang)。
　　優點:标準(zhǔn)節流孔闆(pan)無需實流(liú)校準;結構(gòu)簡單、易于(yu)複制;性能(neng)🐅穩定可靠(kao);應用廣泛(fàn)，價格低廉(lian)。缺點:長期(qī)使用精度(dù)下降，需要(yao)适時保養(yang);重複性、精(jīng)度不高，測(ce)量範圍♈窄(zhai)，受流👣體雷(lei)諾數影響(xiang)較大;安🏃‍♂️裝(zhuāng)要求較高(gao);壓損大，長(zhang)期運行和(he)後期保養(yang)費用高。
1.5電(diàn)磁流量計(jì).
　　電磁流量(liang)計 是依據(ju)法拉第電(diàn)磁感應定(dìng)律研發的(de)适用于多(duo)數可導電(diàn)🐕介質的流(liú)量計。根據(jù)該原理，在(zai)導管垂直(zhi)方♌向施加(jiā)一😘個交變(biàn)的💯磁場♉，并(bing)在流量計(jì)絕緣襯裏(lǐ)的💞内壁兩(liǎng)側設置2台(tai)配套電極(ji)，兩電極的(de)連.線既與(yǔ)導管軸線(xiàn)垂直，又與(yu)磁場方向(xiàng)垂直，當流(liu)體🍉流經導(dǎo)管時，因切(qiē)割磁感線(xiàn)，2個電極上(shang)就産生感(gǎn)應電動勢(shi)，該感應電(dian)動勢與流(liú)量成正比(bǐ)，通過測量(liàng)該電動勢(shì)的大小可(kě)計算出管(guǎn)内流動⁉️的(de)流體的流(liú)量。
　　優點:不(bu)受流體密(mì)度、黏度、溫(wēn)度、壓力等(děng)物.理性質(zhì)變化的影(yǐng)響;無擾流(liú)，無壓損，特(te)别适合漿(jiang)液測量;耐(nài)腐🔴蝕、耐📐磨(mó)損;功耗低(dī)、零點穩定(dìng)、精度高;可(ke)雙向測量(liang);傳感器使(shǐ)用壽命極(ji)長;所需的(de)直管段較(jiao)❄️短。缺點:無(wu)法測量含(hán)有大量氣(qi)體的液體(tǐ);被測液體(tǐ)的電導率(lǜ)須😘高于10-5S/cm;不(bú)能用于高(gāo)溫和高壓(ya)流體的測(ce)量;易受外(wài)界環境電(diàn)磁場🌈的幹(gàn)擾。
1.6渦輪流(liú)量計
　　渦輪(lun)流量計 是(shì)應用力學(xue)原理進行(háng)流量測量(liang)的典.型流(liu)量計。流體(tǐ)通過管道(dào)時帶動渦(wo)輪旋轉，在(zài)--定條件下(xia)，測得轉動(dong)部件的旋(xuan)轉速度，渦(wo)輪的轉速(sù)與流量成(cheng)正比，通🧡過(guo)測量渦輪(lun)的轉速可(ke)計算出管(guǎn)内流動流(liu)體的流量(liang)。
　　優點:精度(dù)高，能耗少(shǎo)，重複性好(hǎo)，無零點漂(piao)移，結構緊(jin)湊。缺點:校(xiào)準時效不(bú)長，需要定(ding)期校準;流(liú)體物性對(duì)流量✨特性(xìng)影響大;有(you)傳動部件(jian)，抗震動能(néng)力差;必須(xu)水平安裝(zhuang)。
1.7渦街流量(liang)計
　　渦街流(liú)量計 也稱(cheng)之爲旋渦(wō)流量計或(huo)卡門渦街(jiē)流量計，測(cè)量基📱本原(yuán)理是流體(ti)在流經旋(xuán)渦發生體(ti)時會産生(sheng)振蕩。當流(liu)體在管道(dao)中經過旋(xuan)渦發生體(tǐ)時，在旋渦(wō)發生體後(hòu)上🌈下交替(ti)産生2列規(gui)則的旋渦(wō)，旋渦的釋(shì)放頻率與(yǔ)流體平均(jun1)速度及旋(xuán)渦發生體(ti)特征寬度(du)有關🐉，可用(yong)ƒ=Stuv/d表示。ƒ爲旋(xuan)渦的釋放(fang)頻率，Hz;v爲流(liú)體😘平均速(su)度，m/s;d爲旋渦(wo)發生體特(tè)征寬度，m;St爲(wei)斯特勞哈(hā)爾數(Strouhalnum-ber)，無量(liàng)綱，它的數(shu)值範圍爲(wei)0.14~0.27。St與流體的(de)雷諾數有(you)關，流體的(de)雷諾數🌐Re在(zai)2x104~7x106之間時，St爲(wei)常數🚩，這也(yě)是渦街流(liu)量計的精(jīng)度保證範(fan)圍。
　　優點:結(jié)構簡單，無(wú)可動部件(jian)，可靠性高(gao);安裝簡單(dan)，維護方便(biàn);性能穩定(dìng)，壽命長;無(wú)零點漂移(yi)，精度較高(gāo);壓損較小(xiao)，運👄行費用(yong)低。缺點:誤(wù)差大;抗振(zhèn)性能差;測(ce)量髒污介(jiè)質适應💘性(xìng)差;管段要(yao)求高;耐溫(wen)性能差。
1.8轉(zhuǎn)子流量計(jì)
　　轉子流量(liàng)計 也稱爲(wèi)浮子流量(liang)計，是根據(ju)節流原理(lǐ)測量流體(ti)流量的。在(zài)流速和浮(fu)力的共同(tóng)作用下，浮(fú)子可以沿(yan)着自下向(xiàng)上擴大的(de)豎直錐🆚形(xíng)管内運動(dòng)，當浮子重(zhong)力與浮力(li)⭕及流體流(liu)動産生的(de)摩擦力平(píng)衡後，浮子(zi)保持相對(duì)位置.上的(de)靜🈲止，在--定(ding)條🌈件下，浮(fu)子的位置(zhi)與流體的(de)流速成正(zheng)比關系，通(tōng)過浮子的(de)位置可計(ji)算💛出通過(guò)該處流體(ti)的流量。
　　優(yōu)點:适用于(yu)小管徑和(hé)低流速;可(kě)用于較低(di)雷諾數流(liu)态;工作可(kě)靠、維護量(liang)小、壽命長(zhǎng);就地型指(zhi)針指示接(jie)近🌍于線性(xing);結構簡單(dān)，價格低廉(lian)。缺點:應用(yòng)局限于中(zhong)小管🏃🏻‍♂️徑;玻(bo)璃👄管轉子(zǐ)流量計的(de)玻璃管易(yi)碎，不适😄用(yong)于大部分(fen)工業場地(dì);轉子流量(liàng)計隻能用(yong)于自下💁向(xiang)上垂直流(liu)的管道安(ān)裝;使用流(liú)體和出廠(chǎng)标定流🈲體(tǐ)不同時，要(yao)作流量示(shi)值修正。.
1.9V錐(zhuī)型流量計(ji)
　　V錐型流量(liàng)計 是一種(zhǒng) 差壓流量(liàng)計 ，其工作(zuo)原理示意(yi)圖如圖2所(suo)示，它以流(liu)動連續性(xing)方程⛹🏻‍♀️和⭐伯(bo)努㊙️利💋方程(cheng)式爲基礎(chu)，利用V錐體(ti)在流場中(zhōng)産🏃‍♂️生的節(jie)流☎️效應💃🏻，通(tōng)過檢測V錐(zhui)體前後的(de)壓差來實(shí)現流量的(de)測量。與♊其(qí)他節流元(yuan)件⭕相比，它(ta)改變了節(jie)流布局，從(cong)中🍓心孔節(jiē)流改爲環(huán)狀❓節流。當(dāng)充滿管道(dào)的流體，.流(liu)經管道内(nèi)的節流元(yuan)件時，流體(ti)💃🏻将在節流(liú)元件處形(xíng)成局部收(shou)縮，從而使(shi)流速加快(kuài)，靜壓力💘降(jiang)低，在節流(liú)元件前後(hou)便産生了(le)壓差，介質(zhi)流速越大(dà)，在節流元(yuán)件前後産(chǎn)生的壓差(chà)就越大，流(liú)體流量的(de)大小可通(tong)過🔞測量壓(yā)差來進行(hang)測量，由于(yu)其特殊的(de)結🛀🏻構，與标(biāo)準節流裝(zhuāng)置相比☂️，雷(lei)諾數下限(xian)值有了很(hěn)大程度的(de)改善，但當(dang)雷諾數很(hen)小時，V錐型(xíng)流量計的(de)不🧡确定度(du)将增大，精(jing)度将難以(yi)保證🔅。
 
　　優點(dian):流量大、長(zhang)期測量精(jīng)度高、重複(fu)性和穩定(ding)性好🧡，安裝(zhuang)限制少、耐(nai)磨損、耐贓(zang)耐污。缺點(dian):易堵塞、壓(yā)損大、結構(gou)複雜、拆裝(zhuāng)💃困難、量程(cheng)比小、小流(liu)量測量精(jīng)度低㊙️。.
1.10靶式(shi)流量計
　　靶(ba)式流量計(ji) 主要用于(yú)解決高黏(nian)度、低雷諾(nuò)數流.體的(de)流量測量(liang)‼️，工🆚作💃原👨‍❤️‍👨理(li)是當介質(zhi)在測量管(guǎn)中流動時(shí)，因其自身(shēn)的動能會(huì)對阻流件(jian)施加一作(zuò)用力，其作(zuò)用力大小(xiao)與介質流(liú)速的🔞平方(fang)成正比，阻(zu)流件接受(shòu)的作用力(li)，經剛性連(lián)接的傳遞(di)⚽件傳至傳(chuán)感器，傳感(gan)器産生電(diàn)信号輸出(chū)此電壓信(xin)号經計算(suàn)機處理後(hòu)，即可得到(dao)相應的瞬(shùn)時流🐆量和(hé)累積總量(liàng)。
　　優點:結構(gou)堅固、無可(ke)動部件、安(an)全可靠;适(shi)合大管徑(jing)、高低壓介(jiè)💞質🌈的測量(liang)，拆卸方便(biàn);無任何洩(xie)漏點、耐高(gāo)壓，重複性(xing)好、測量速(sù)度快🚶‍♀️;壓損(sǔn)小;抗幹擾(rao);基本不受(shòu)🔞流體内雜(zá)質影響;能(néng)通過更換(huan)阻流件(靶(ba)片)的方法(fa)而變量程(chéng);安裝簡單(dan)方便，易維(wéi)㊙️護。缺點:每(mei)次安裝都(dōu)💋需要設置(zhì)零點;精度(dù)較低，不推(tui)薦用于貿(mào)易結算;不(bú)能用于頻(pín)繁斷流的(de)工況。
2雷諾(nuo)數的計算(suàn)
　　雷諾數是(shì)流體力學(xue)中表征黏(nian)性影響的(de)相似準則(ze)數，記🈲作✔️Re。它(ta)又稱雷諾(nuo)準數，是用(yòng)以判别黏(nián)性流體流(liú)動狀态的(de)-個無因次(ci)數群。流體(tǐ)在圓管内(nei)的流動形(xing)✊态除了與(yǔ)流速有關(guan)外，還與管(guǎn)徑、流體的(de)動力黏度(dù)、流體的密(mì)度這3個因(yin)素有關，其(qi)數學公式(shi)表達爲:
Re=ρv´L/μ,(1)
　　式(shì)中，ρ爲流體(tǐ)密度;v´爲流(liú)場的特征(zhēng)速度，L爲流(liú)場的特征(zheng)🤞長度;μ爲動(dòng)力黏性系(xì)數。
3常用流(liú)量計的選(xuǎn)型
　　常用流(liu)量計各有(yǒu)特點，在選(xuan)用流量計(ji)時應揚長(zhǎng)避🐉短，根據(ju)🔞以下原則(zé)選擇适合(hé)本項目的(de)流量計。
1)安(an)全生産原(yuán)則。第一是(shi)測量方式(shì)的可靠性(xìng)，即取樣或(huo)節流裝置(zhi)在生産中(zhōng)不會發生(sheng)機械強度(du)或電氣㊙️回(huí)路⛹🏻‍♀️故障而(er)引起事故(gu);二是測量(liàng)儀表無論(lun)在正常♌工(gong)作還🏃‍♀️是在(zài)故障情況(kuang)下都不能(néng)對生産系(xì)統的安🌍全(quán)性産生影(ying)響。高溫高(gāo)壓下、沖蝕(shi)較嚴重的(de)場合，不🌐能(neng)使用結構(gou)強度低的(de)靶🈲式、渦輪(lun)流量計，也(ye)不能使用(yong)需要插入(rù)安裝的流(liú)量計。
2)滿足(zu)工藝需求(qiú)要求原則(zé)。根據相關(guan)工藝參數(shù)(流量、密度(du)、黏💘度、管道(dao)的直徑)計(ji)算出雷諾(nuo)數，當雷諾(nuò)數小于2300時(shi)，流體處于(yú)層流流态(tai);當雷諾數(shu)大于2300且小(xiǎo)于4000時，流體(ti)處于過渡(dù)流流态;當(dāng)雷諾數大(dà)于😄4000時，流體(tǐ)處于☎️紊流(liu)流态。工程(cheng)上的流體(ti)大部分處(chù)于紊流流(liu)态，絕🚶‍♀️大部(bù)分的流量(liàng)計量儀表(biǎo)也是針對(dui)紊流流态(tài)的流🏃🏻‍♂️體進(jin)行設計的(de)，所以對于(yú)處于層流(liú)流态和過(guo)渡流流态(tài)流體的流(liu)量計量需(xu)要選用特(tè)殊的流量(liang)計。
　　流量計(ji)在其量程(cheng)比範圍内(nèi)才能保證(zhèng)精度，選型(xíng)時應💜注意(yì)流量⭕範圍(wéi)，選擇合适(shì)量程比的(de)流量計。常(chang)用流量計(jì)量程比:科(ke)氏質量流(liú)量計，100:1;轉子(zi)流量計，10:1;超(chāo)聲波流量(liàng)🛀🏻計，100:1;渦街✊流(liú)量計，10:1;渦輪(lun)流量計，10:1;靶(ba)式流量計(ji)，15:1;孔闆流量(liang)計，3:1;電磁流(liu)量計，100:1，V錐型(xing)流量計，10:1，容(rong)積式流量(liàng)計，10:1。
3）安裝要(yào)求原則。流(liu)量計精度(dù)，受其前後(hòu)直管段長(zhǎng)度影響，選(xuan)♍型時✍️應結(jié)合管道專(zhuān)業的三維(wei)模型，按照(zhao)前後直管(guan)段長度相(xiàng)關要求進(jìn)行流量計(ji)的選擇，常(cháng)用流量計(ji)對.上遊⭐、下(xià)遊直管段(duan)的要求如(rú)㊙️表1所示，其(qí)中D爲流量(liang)計㊙️直徑。

 
4)價(jià)格原則。科(ke)氏質量流(liú)量計、容積(ji)式流量計(jì)和超聲波(bō)(管段式)流(liú)量計是貴(gui)的流量計(jì)，轉子和孔(kǒng)闆流量♌計(jì)價格較💋低(dī)，而渦輪、渦(wo)街、靶式、 超(chao)聲波(外夾(jia)式) 、V錐型等(deng)流量計的(de)價格在250mm(10寸(cun))以内都相(xiàng)差不遠，250mm.(10寸(cùn))以上的🤞流(liú)量計應盡(jin)量選用價(jia)格便宜的(de)孔闆流量(liàng)計。

本文來(lai)源于網絡(luo),如有侵權(quán)聯系即删(shan)除！