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    時差式管道式液體超聲波流量計的實際應用與案例說明

    發表時間:2015-10-20   點擊次數:757 技術撑持:1560-1403-222
    一、本文概述
    连年以來,各類與儀器儀表相關的測量技術不斷發展,液體超聲波流量計在个中表現為突出,液體超聲波流量計設備研發與測量領域在持續的向縱深發展,使該技術在未來的人類生產生活的應用有著廣闊的前景,现在 液體超聲波流量計 正在替代傳統型的容積式和渦輪式流量計,成為貿易交接和過程測量的新寵。國內高端市場是國內品牌的天下,不過隨著國內研發技術的增強和對于此技術的重視,產生了不少滿足中高端應用現場的產品,多聲道管段式液體超聲波流量計在國內的成品油和原油的貿易交接中已經有很多成功的應用案例。比方,在中海油的渤中LVDA27-2作業區,中海油伊拉克米桑油田區塊外輸計量,中海油-新田煤油合作平臺LF7-2的外輸計量撬中均胜利投用。
    從技術層現來觀察,因為多聲道管道式式液體超聲波流量計在大流量和大口徑的計量中優勢明顯,無可移動部件,無附加壓力損失,且具有完善的自我診斷功能,在線維護方便快捷等特點,這些在傳統型的容積式和渦輪式流量計無法實現的,并且其其他類型的液體流量計量程比寬,因此其應用于液體烴貿易的趨勢特别明顯。

    二、液體超聲波流量計工作意思及檢定
    液體超聲波流量計的測量原理是根據時差法,超聲波在介質中傳播時,會帶上流體的信息,即使往来的聲波信號的傳播時間產生微小的變化,時間的變化正比于流速。多聲道液體超聲波流量計是通過測量分别聲道上的傳播時間差來時間測量與計算的。
    根據API 5.8章節中可知,超聲波流量計不同于傳統的容積式流量計和渦輪流量計,其是靠電子芯片間接測量而對外發出計算脈沖的,此即為人工“制造”出與流量相關的脈沖,因为流量脈沖和串行信號是通過計算獲得,以是輸出信號會落后于流體的特点,而且經過數據轉換的處理,脈沖信號很可能落后于串行數據的信號。
    超聲波流量計在其內部幾條聲道上進行高頻率的時間差測量,由于流體流動存在的不穩定性,任何微小的流量擾動和脈動會被流量計所檢測到,從而導致流量計產生不均勻的脈沖輸出,而這些信息是其他傳統的機械性流量計而反應不出來的。
    而活塞式體積管由于大尺寸的容積小于API的容積推薦值,另外還有活塞式體積管在運行過程中的發射和回收可能引起流量的明顯擾動,因此活塞式體積管不能直接用于標定液體超聲波流量計。
    綜上所述,因为超聲波流量計本身的原理及特點存在不均勻的脈沖輸出,因而導致標定的體積管容積值巨大,大型的體積管在制造,利用,運輸安裝方面存在良多不便之處,是海洋火油受平臺及油輪上空間及重量的局限性,嚴重制約著超聲波流量計在中海油的發展及應用。

    三、液體超聲波流量計的檢定
    由上所述,根據API標準可用球形體積管根據規范推薦的容積來選擇直接標定液體超聲波流量計。但是由于海上條件的限制,不是每個項目及應用有足夠的空間來滿足球形體積管,于是要在中海油的業務中尋求更新和發展,要有辦法來解決這個問題。
    目前國內上的應用證明等精度傳遞理論即“活塞式體積管+標準流量計法”不妨解決超聲波流量計需要體積管容積大的問題,標準流量計考慮到量程范圍,推薦用渦輪流量計。
    在流量計量領域中有等精度傳遞理論,及流量量值傳遞時需要滿足計量學相關性基本原則,流量計在运用時和檢定時流量點,介質和利用介質的物理特征,流量計檢定和使用時幾何特点无别,流量計在檢定和使用過程中的操作過程,那么流量基準所復現的流量單位制將會等同精度傳遞給工作流量計。
    “小容積體積管+標準流量計法”的檢定主意為:
    先使用活塞體積管檢定作為中間傳遞的標準流量計,在規定的流量點下,進行多次重復測量,進行溫度,壓力订正后,計算出標準表在每個檢定點下的均匀儀表系數和對應的重復性。標準流量計檢定得到的重復性優于0.02%為宜。
    在的檢定流量計和檢定條件下,在規定的時間段和規定的標準表脈沖數內同時記錄標準表流量計和超聲波流量計的脈沖數以及當時各處的溫度,壓力數據,此時體積管停止運行。
    通過標準表的脈沖數及儀表系數及當時的溫度,壓力,計算出流過標準表的流體體積。
    通過標準表的流體體積及超聲波流量計處的溫度,壓力可能得出超聲波流量計在每一個檢定點下的均匀儀表系數和對應的重復性。
    而今“小容積體積管+標準流量計法”是液體超聲波流量計的主要檢定方法,國內主要的技術機構拔取本主意,而且主流的流量計算機,比如S600+,OMNI等在控制程序中都支柱該檢定办法。
    小容積體積管+標準流量計的檢定想法适合JJG1030-2007超聲波流量計檢定規程中關于現場在線檢定的技術要求,能够對利用中的超聲波流量計的進行檢定和檢驗。

    四、 液體超聲波流量計 在中海油貿易交接的應用
    中海火油旅大32-2/27-2油田項目中*應用液體超聲波流量計作為貿易交接的應用。該油田在其旅大32-2PSP平臺上配備了兩套美國艾默生公司Daniel液體超聲波流量計,选择一臺18in活塞式體積管及一臺渦輪流量計為標準表。應用本文提出的方法進行標定后得到新的流量計系數。外輸作業結束后,通過對比流量計及油罐的數據得到較好的一致性,兩者之間偏差小于0.02%。如今該項目投用兩年多,得到客戶的肯定和好評。
    中海油伊拉克項目选拔了三套DN150的液體超聲波流量計,同樣配用18in活塞式體積管及一臺渦輪流量計為標準表,现在為中海油與伊拉克油田方供应貿易計量的服務。
    另外,液體超聲波流量計+球形體積管方式應用于中海煤油-新田火油合作平臺LF7-2原油的外輸計量中。
    對于中海油近五年來**FPSO,恩平油田群24-2船,已經確認為液體超聲波流量計+球形體積管的外輸計量方案。2014年投產利用。

    五、本文結語
    作為貿易計量儀表,準確性,重復性是流量計的重要參數指標,為了保證液體超聲波流量計的這些指標,應該依照計量法規的可行的在線檢定技術和想法。貿易計量儀表的標定是流量量值傳遞及溯源連中重要的環節,國家計量檢定办法對流量計的發展及應用有著重大的意義和推進功用。
    超聲波流量計計量液態烴發展晚,其他傳統的流量計而言,國內上相應的標準少。美國煤油協會API于2002年10月协议的选择時差法超聲波流量計測量液態烴的技術標準草案,2005年1月轉為正式標準API MPMS 5.8:2005「用時差法超聲波流量計計量液態烴」.我國沒有液體超聲波流量計計量液態烴的專項規范標準,在2007年發布了用于檢定超聲波流量計的檢定規程「JJG1030-2007超聲波流量計的檢定規程」,該規程是一個通用的標準,尤側重于氣體超聲波流量計的檢定,對計量液體超聲波流量計的標定的特殊性沒有涉及。
    隨著技術的更新發展和計量規范的完善,管段式液體超聲波流量計將會在中海油的測量和計量中扮演著更重要的角色。其量程比及壓損的優勢,完善的電子診斷功能及低成本的維護,將為中海油低碳綠色業務的拓展提供更大的支持。(本文由潤中儀表科技有限公司整理發布)

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