1、$垛滅岸鷲課程設計課程安全檢測技術課程設計題目聯合站安全監測系統傳感器設計十二（容積式流量計設計）電子工程 學院 安全工程 專業 安全 班學號學生指導老師徐竟天二O三年六月安全檢測技術課程設計任務書題目聯合站安全監測系統傳感器設計十二（容積式流量計設計）學生姓名學號專業班級設 計 內 容 與 要 求課程設計主要完成某聯合站安全監測系統硬件設計中容積式流量 計的選型、應用和接線等。要求運用已學過各類傳感器的知識， 完成安 全監測系統中傳感器的原理、選型、廠家產品參數、接線等內容，將書 本傳感器的理論知識與廠家具體產品對應起來，使得可以真正理論聯系 實際。要求熟悉相關傳感器的原理與硬件結構，學會計

2、算機監測系統硬件 設計的步驟和方法，具有初步設計小型計算機安全監測系統硬件方案中 傳感器部分的能力。課程設計內容和基本要求如下：1熟悉聯合站工藝流程、監控目標和監控要求。2. 學會常用的各種傳感器（溫度、流量、壓力、液位等）參數和使 用，了解其工作原理。3. 課程設計中以容積式流量計為主，詳細介紹所選流量傳感器的工 作原理、硬件組成、測量電路、使用時的注意事項。詳細介紹所選流量 傳感器的廠家產品參數、接線、特點等參數。4. 完成監測系統硬件方案設計，畫出原理圖。5. 課程設計時間一周，完成課程設計報告。起止時間2013年6月17日至 2013年6月23日指導教師簽名年 月日系（教研室）主任簽名

3、年 月日學生簽名年 月日目錄1 緒論 錯. 誤!未指定書簽1.1 課題研究的目的和意義 錯. 誤! 未指定書簽1.1.1 課題研究的目的 錯. 誤! 未指定書簽1.1.2 課題研究的意義 錯. 誤! 未指定書簽1.2 原油計量監控系統技術研究現狀和發展 錯誤! 未指定書簽1.2.1 國內現狀和趨勢 錯. 誤! 未指定書簽1.2.1 國外研究現狀和趨勢 錯. 誤! 未指定書簽1.3 計量監控系統組成 錯. 誤! 未指定書簽1.4 聯合站原油計量工藝 錯. 誤! 未指定書簽1.5 點參數統計 錯. 誤! 未指定書簽2 傳感器介紹 錯. 誤! 未指定書簽2.1 容積式流量計 錯. 誤! 未指定書簽2

4、.2 容積式流量計的分類 錯. 誤! 未指定書簽2.3 容積式流量計原理 錯. 誤! 未指定書簽2.4 容積式流量計的結構 錯. 誤! 未指定書簽2.5 容積式流量計的優缺點 錯. 誤! 未指定書簽2.6 容積式流量計的誤差分析和解決對策 錯誤! 未指定書簽2.6.1 誤差分析 錯. 誤! 未指定書簽2.6.2 解決對策 錯. 誤! 未指定書簽2.7 容積式流量計性能的選擇 錯. 誤! 未指定書簽2.8 傳感器的選型 錯. 誤! 未指定書簽2.8.1 流量計的選型技巧 錯. 誤! 未指定書簽2.8.2 系列流量計 錯. 誤! 未指定書簽3 其他傳感器選型 錯. 誤! 未指定書簽3.1 電磁流量

5、計 錯. 誤! 未指定書簽3.2 渦街流量計（旋渦流量計） 錯. 誤! 未指定書簽3.3 浮子流量計（轉子流量計） 錯. 誤! 未指定書簽3.4 科氏力質量流量計 錯. 誤! 未指定書簽3.5 熱式（氣體）質量流量計 錯. 誤! 未指定書簽3.6 超聲波流量計 錯. 誤! 未指定書簽3.7 渦輪流量計 錯. 誤! 未指定書簽3.8 靶式流量計 錯. 誤! 未指定書簽4 結 論 錯. 誤!未指定書簽參考文獻 錯. 誤!未指定書簽附錄 錯. 誤! 未指定書簽1 緒論1.1 課題研究的目的和意義1.1.1 課題研究的目的聯合站是油田生產中地面工程最關鍵的一環， 是集油氣分離、 原油脫水、原油計量、

6、穩定外輸、油田注水、污水處理、消防和熱力系統等為一體的綜合生產過程。原油計量 是油田開發生產中的一個重要環節。 隨著國內大部分油田開發進入到后期產能遞減， 產 液量增加，原有綜合含水率上升，油井計量站規模增大。同時，聯合站外來進液量波動 增大，給原油準確計量和穩定外輸帶來很大的影響。 目前我國大多數油田聯合站的自動 化水平還很低，還停留在人工手動狀態，對物位、液量、壓力和溫度等過程參數都需要 靠人工檢測，人為誤差大，嚴重影響生產效率和產品質量。針對聯合站的實際情況以滿 足聯合站原油外輸計量生產要求， 開發這一套原油外輸計量監控系統， 它能對生產現場 實現原油計量高精度的遠程集中化科學管理和實時

7、的線控制：實現流程操作權自動化， 保證生產的順利進行。1.1.2 課題研究的意義聯合站原油計量監控系統的應用具有重要意義， 計量結果直接影響油田的效益和信 譽，這套監控系統的研發具有以下重要意義：1 ）將人工計量改為自動連續計量，人工取樣化驗改為自動連續檢測，能夠提供更 和時、準確的信息。2 ）實現計量站無人值守，減員增效，徹底改變計量站生產作業制度，改善了生產 過程自動化生產管理水平。3 ）在現場生產自動化的基礎上，實現中控室信息處理自動化，提高了聯合站生產 過程自動化生產管理水平。4 ）為保證油氣田生產安全、平穩、優化運行提供了有力手段。外輸過程必須在安 全生產的前提下安排優化運行，以求得

8、最好的經濟效益。1.2 原油計量監控系統技術研究現狀和發展1.2.1 國內現狀和趨勢 在我國，原油計量最早采用的技術基本上是沿用前蘇聯的模式，特別是單井計量。 我國是在 2000 年后采用液位自動控制連續量油法， 2005年后興起快速分離連續量油法 的。我國計量控制系統最先采用的是 2 型儀表，并且取得了一定的經濟效益。但是這些 常規儀表組成的控制系統在處理復雜控制系統，集中監控和控制精度等方面具有局限 性。隨著計算機在石油工業過程控制中的應用，尤其是西部塔里木、吐哈、準格爾三大 盆地的開發個建設， 油田生產過程中的自動控制和管理得到了明顯的迅速的發展。 系統， 使 308 口油水井、 19

9、座計量站全部實現了自動化，成為我國第一個整裝油田的自動化 系統。隨之東河塘、彩南、溫吉桑、論庫輸油管線的建設，是我國油氣田自動化實現了 由單井、單個裝置、單站自動化向全油田、全線自動化的轉變。此外，中原油田設計院 研制的50,中國石油大學研制的50D微機控制系統，承德石油學院研制的 80型微機監 控系統都將計算機成功的應用于原油計量監控系統的控制。在油田生產過程中， 要求外輸計量系統有高準確度和高可靠性。 原油產量的計量是 油田開發中最基礎的工作， 原油計量是油田集輸工藝中必要的計量環節， 也是考核原油 生產任務完成的依據。為此， 1990 年起，國內應用了高新技術與油田集輸工藝相配套 的油汽

10、密閉在線計量工藝技術， 解決了油田多年來未能解決原油產量不清、 集輸系統無 法密閉運行的問題。 原油動態計量技術， 主要應用了密閉集輸工藝與雙容積自動計量分 離器、渦輪氣體流量計、立式金屬計量罐、系列原油腰輪流量計、型原油含水率監測儀 和微機自動采集處理相結合，成功地解決了油、氣、水分級計量技術問題。通過幾年的 實踐，儀器、儀表性能穩定，結構合理，計量準確，將計量誤差控制在 0.5%以下，弄 清了原油外輸的產量，從而有效地指導了各階段的生產組織工作，原油損耗由 2%下降 到 0.5%，提高了經濟效益。目前，按照原油天然氣穩定輕烴交接計量站計量器具配備規范（55398-91），原油外輸計量必須采

11、用容積式流量計作為體積計量器具。 在國內眾多的容積式流量計中， 腰 輪流量計，屬刮板流量計和雙轉子流量計因其生產和應用技術比較成熟，在石油、石化 企業得到了廣泛的應用。 國內油田聯合站原油計量多用容積式計量，計量出體積流量 后，再結合原油化驗所得的原油密度計算出流量，貿易結算以質量流量進行交易，油田 計量交接油量計算執行標準原油動態計量油量計算 （9109.5 ）。大慶石油管理局總外輸計量站于 1992 年投用了一套由工業控制計算機和計量儀表 組成的成套原油儀表計量系統， 取得了良好的社會經濟效益。 大慶原油總外輸計量站承 擔著大慶油田 85%的原油外輸計量任務，屬國家一級計量單位。大慶石油管

12、理局為了提 高原油外輸的計量精度， 應新時期的管理需求， 原油總外輸計量站成套計量儀表進行更 新換代， 采用上海自動化儀表公司自動化儀表九廠開發的總線型微機控制裝置， 提高了 計量水平。我國參與投資的蘇丹 1/2/4 油田原油外輸兩級計算機計量和自動標定系統， 采用法 國公司生產的整裝計量模塊， 不僅準確度高、 可靠性好，而且可在線對流量計進行標定， 并根據壓力、溫度和流量等參數實時進行流量補償計算，給生產和管理帶來極大方便。本設計以延長某采油廠的原油處理為例。原油從井口采出，集輸至計量間，經分離 器量油（一般為手工量油，測量單井產液量、產氣量）后，氣、液混輸至中轉站，進行 油、氣、水三相分離

13、（或氣、液二相分離） ，分離后的油水混合液經外輸泵升壓并計量 （介質為 30-90的含水原油）后輸往聯合站，經游離水脫除器 -一段加熱爐 -壓力沉降 罐-二段加熱爐 - 電脫水器處理后成為凈化原油（成品油） ，經外輸油泵升壓后輸至油庫 銷售。整個過程中油水逐步分離，原油含水由高到低逐漸減少，介質中雜質含量不斷下 降。聯合站是高溫，高壓，易燃，易爆的場所，是油田一級要害場所。安全生產就要對聯合站進行計算機監控。整個處理過程詳見如下簡圖1:irI-.阪陽If.一耳誌51圖1原油集輸、計量工藝流程示意圖國外研究現狀和趨勢國外油田自動化監控工作已有幾十年的歷史了。 一些先進的監控系統如監控與數據 采集

14、系統（）以和網絡傳輸方式在國外各個油田早就開始應用了。50年代，美國海灣公司就建成了第一套自動化監控輸送系統（）裝置，解決了原油的自動收集、處理、計 量和輸送問題。60年代，油氣公司的 油田用于注水控制，并很快發展到報警、泵控 等其他領域。80年代分布式監控系統就已經應用于石油行業。隨著系統采用一些先進 的控制策略，使部分生產過程的控制得到了進一步優化。公司的非線性液位控制可以適合進液的波動。美國通用公司的無模型控制器可以適合太滯后、時變溫度控制等將檢測 與控制技術集一體，為油田集輸控制提供了一體化解決方案。英國石油公司建立的自動化監控系統可以根據監測的地質情況自動控制油井的產 量，保證地層原

15、油達到最大采收率。美國公司推出油井自動控制系統功能齊全，完全能 夠滿足對油田抽油機進行全方位測控的需要。目前國外已將自動化技術提升到對原油的生產、儲運、銷售等環節進行全面監控的現代 化管理水平的高度。比如英國石油公司建立的自動化監控系統可以根據地質情況自動的 控制油井的產量，確保底層原油達到最大采收率。美國油田甚至將銷售過程中溫度影響 體積的銷售差額，也考慮設置到自動化管理系統中。1.3計量監控系統組成系統組成。原油計量監控系統采用上位工控計算機、下位分布式數據采集控制系統 和485總線構成系統。系統組成如圖2所示：扯示落報警及操竹提示讎盤1 控機】PC-6IO一打印機ADAM452O(KS2

16、32/RS485)R5485ADAM5O0OK1ADAM5OI7AIJAM5O24ADAM5O0|ADAM 50511200 在線原油 含水分析儀.1 !溫度、液f芯 壓/可燃 臨休濃度h 磁 甩制變頻 L器控制原油流鼠計脈沖報警、I 設備啟停崔作|運動狀態|圖2原油計量監控系統組成示意圖工控計算機選擇臺灣2公司610,配置奔騰2G的,256內存,80G硬盤,22寸 顯示器,帶有232C標準通訊接口和打印機并行口。分布式數據采集控制系統選用臺灣2T公司5000E。5017模塊實現模擬量的采集; 5080模塊實現脈沖信號的輸入；5051模塊實現開關量的輸入；5024模塊實現壓力、 溫度、外輸的控

17、制；5056模塊實現對外輸泵、故障報警等的輸出控制。現場檢測信號選用儀器：溫度、壓力檢測選用德國公司的一體化變送器；儲油罐液位 計選用德國公司插入式單法蘭智能液位計；可燃氣體濃度檢測選用深圳特安公司20004可燃氣探測器。各檢測信號均為420標準模擬信號，經隔離保護、安全柵接到5000系列 模塊。原油流量計量脈沖檢測采用上海一諾有限公司雙轉子流量計)100J,輸出信號為24脈沖信號，通過5080計數通道采集。含水率檢測采用西安思坦電子科技有限公司200在線原油含水分析儀，經485直接通信采集含水率信號。1.4聯合站原油計量工藝聯合站原油計量系統通常由儲油、加熱、外輸和計量監控四部分組成。聯合站

18、原油 計量工藝流程如圖3所示。5含水分析儀6 可燃氣體濃度檢測1.5點參數統計根據聯合站的工藝流程和各個設備的工作原理，整個監控系統需要處理：1 ）控制三相分離器上油室、水室的液位恒定。2 ）監測三相分離器上油室、水室的液位、溫度、壓力和報警。3 ）監測倆個沉降罐的油室、水室的液位、溫度、壓力和報警。4 ）監測脫水泵、脫水器、加藥泵、污水外輸泵、外輸泵各自前后的壓力，控制各 個泵的起、停，顯示其運行狀況和報警。）監測凈化油罐、污水緩沖罐，過濾罐、加熱爐的溫度和液位和報警。）監測遍布整個戰區的氣體濃度和報警。在詳細統計完點數后還要列出每個點的參數表，表 1-1列出了三相分離器的參數列表1-1三相

19、分離器的模擬量點參數表位號變量名稱變量說明類型工 程 單 位信號類型量 程 上 限量 程 下 限報警上限報警 下 限偏 差 報 警正 常 值11一個三 相分離 器水室 的液位m100911512一個三 相分離 器水室 的液位 控制信 號100080301050表1-2數字量點參數表位號變量名稱變量說明類型正常狀態信號 類 型信號上線信號下線邏輯極性2-1加藥泵 的起動1V240正2-2加藥泵 的運行 狀況1V240正根據聯合站的流程圖，先要列出統計出系統的點數，系統的點數如表1-3所示表1-3某油田聯合站監控系統變量表序 號設備名稱總點數控制要求1一個三相分離器16水室的液位、溫度、壓力2*3

20、=6油室的液位溫度壓力2*3=6油室、水室液位恒定控制2*2=422個沉降罐4罐的液位、溫度2*2=43一個脫水泵2脫水泵的液位、溫度2*1 =24一個脫水器2脫水器的液位、溫度2*1 =25一個加熱 爐2加熱爐前后的溫度2*1 =26一個凈化 油罐2凈化油罐的液位、溫度2*1 =27一個外輸泵6泵的前后壓力2*1 =2控制泵的起停2*1 =2泵運行狀況顯示2*1 =28一個加藥泵6泵的前后壓力2*1 =2控制泵的啟停2*1 =2泵運行狀況顯示2*1 =29一個過濾罐2罐的液位、溫度2*1 =210一個污水 外輸泵6泵的前后壓力2*1 =2控制各個泵的啟、停2*1 =2泵運行狀況顯示2*1 =

21、2合計48324662傳感器介紹2.1容積式流量計容積式流量計，又稱定排量流量計（）,簡稱流量計或，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部 分，根據測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總 量。 流量計一般不具有時間基準， 為得到瞬間流量值需要另附加測量時間的裝置。 定排量測量方法可追朔到 18 世紀， 20 世紀 30 年代進入普遍商業應用。容積式流量測量是采用固定的小容積來反復計量通過流量計的流體體積。所 以，在容積式流量計內部必須具有構成一個標準體積的空間，通常稱其為容積式 流量計的 “計量空間”或“計量室” 。這個空

22、間由儀表殼的內壁和流量計轉動部 件一起構成。容積式流量計的工作原理為：流體通過流量計，就會在流量計進出 口之間產生一定的壓力差。流量計的轉動部件（簡稱轉子）在這個壓力差作用下 特產生旋轉，并將流體由入口排向出口。在這個過程中，流體一次次地充滿流量 計的“計量空間” ，然后又不斷地被送往出口在給定流量計條件下，該計量空間 的體積是確定的，只要測得轉子的轉動次數，就可以得到通過流量計的流體體積 的累積值。2.2 容積式流量計的分類容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙 轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量 計、濕式氣量計和膜式氣量計等。

23、容積式流量計與差壓式流量計、 浮子流量計并列為三類使用量最大的流量計， 常應用于昂貴介質（油品、天然氣等）的總量測量。工業發達國家近年流量計（不包括家用煤氣表和家用水表）的銷售金額占流 量儀表的 1323%；中國約占 20%,1990 年產量（不包括家用煤氣表） 估計為 34 萬臺， 其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和 20%。2.3 容積式流量計原理目前常見的流量計主要有腰輪流量計、刮板流量計和雙轉子流量計三種，它 們均屬于容積式流量計，工作原理基本相同，下面僅以現場常用的腰輪流量計為 例進行原理介紹。腰輪流量計是我國七十年代引進國外先進技術自行生產的高精度容積式流量測量 儀表，是大慶油

24、田使用最多的一種流量計。其主要工作原理和過程見下圖：轉子與殼體間構成一個封閉的腔計量室， 轉子是一對互為共軛曲線的腰輪， 與腰輪 同軸裝有驅動齒輪，被測流體通過流量計時，進出口間的壓力差推動轉子旋轉，轉子之 間用驅動齒輪相互驅動。 由于計量腔的容積是一個固定值， 所以被測液體的流量與腰輪 轉數成正比， 通過與腰輪軸聯接的一定傳動比的變速機構、 出軸密封機構和精度修正器 變速后傳遞到計數器，計數器的累計值即是被測液體在某段時間內的體積流量。圖4腰輪流量計工作原理示意圖當流體由入口流入時，流體以靜壓 P1均勻地作用在A轉子上，A轉子因力矩平衡 而不轉動，而B轉子在流體作用下因僅一面受力，產生一轉動

25、力矩而轉動，同時帶動固 定在同一軸上的驅動齒輪旋轉，通過驅動齒輪的嚙合關系，A轉子按箭頭所示方向旋轉， 此時如b圖陰影部分所示的流體被送至出口， 隨著轉子位置的變化，轉子B上力矩逐漸 減弱，而轉子A上則產生并逐漸加大轉動力矩，當兩轉子都旋轉900達到圖c位置時，A 轉子產生的轉動力矩最大，B轉子上則無轉矩，這樣，兩個驅動齒輪相互改變主從關系， 兩轉子交替地把經計量室計量的流體連續不斷地從流量計入口排到出口，達到計量目 的，轉子每旋轉一周，向出口送出4倍計量室的體積量。因此，只要測得由轉子與流量 計殼體所構成的計量室的容積，測量轉子的旋轉次數，就可以得到累積流量，排除的流 體總量為： k v式中

26、：總體積量轉子旋轉一周所形成的計量腔個數單個計量腔容積轉子旋轉的次數2.4容積式流量計的結構品種繁多，結構形式亦多種多樣，現舉腰輪流量計作為范例說明必要腰輪流量計的構造框圖如圖5所示。流量計由測量部和計算部兩大部分組成, 時可附加自動溫度補償、自動壓力補償、發信器和高溫延伸(散熱)件等。KS附件TTTF目耶阮唯酬丄九麻肢餾i能單元 腳發誌捋示耕圖5 腰輪流量計構造圖(1) 計量室腰輪流量計由一對腰輪和殼體組成，兩腰輪是互為共軛曲線的轉子，即羅茨() 輪，與腰輪同軸裝有驅動齒輪，被測流量推動轉子旋轉，轉子間由驅動齒輪相互驅動。 腰輪、計量室殼體一般由鑄鐵、鑄鋼或不銹鋼制成，要根據流體腐蝕性和其工

27、作壓力、 溫度選用。計量室也有單獨制成，與儀表外殼分離，這樣計量室就不承受靜壓，沒有靜 壓引起變形的附加誤差。(2) 傳動機構傳動機構包括磁性聯軸器(或機械密圭寸裝置)和減速變速機構。變速調整機構由“齒 輪對”組合而成。(3) 積算器和指示表頭積算器和指示表頭類型較多，有指針式指示和數字式指示；有不帶復位計數器和帶 復位計數器；也有帶瞬時流量指示，帶打印機，帶設定部等等。(4) 自動溫度補償器對被測介質溫度變化影響進行連續自動補償，有機械式、也有電氣電子式。(5) 自動壓力補償器對被測介質靜壓變化影響進行自動修正。(6) 發信器發信器有多種形式，有接觸式和非接觸式。2.5容積式流量計的優缺點(

28、1) 優點計量精度高，基本誤差一般為土0.5 % R,特殊的可達土 0.2 % R或者更高。通常在昂貴介質或需要精確計量的場合使用。在旋轉流和管道組件流速場畸變時對計量精確度沒有影響，沒有前置直管段 要求。這一點在現場使用中有重要意義。可用于高粘度流體的測量。范圍度寬，一般為10: 1到5:1，特殊的可達30:1或更大。它是直讀式儀表，無需外部能源，可直接獲得累計總量，清晰明了，造 作簡單。在以體積流量計組合的間接法質量流量測量中，與速度式等推導出體積流量 計相比，它的體積是直接幾何量，體積量的影響因素要單純些。在不適合采取密 度計測量的高壓天然氣測量中，不易處理的氣體壓縮系數，用可間接求得。

29、（2）缺點結構復雜，體積大笨重，尤其較大口徑體積龐大，故一般只適用于中小口徑。 與其它幾類通用流量計（如壓差式、浮子式、電磁式）相比，的被測介質種類、 介質工況（溫度、壓力）、口徑局限性較大，適應范圍窄。由于高溫下零件熱膨脹、變形，低溫下材質變脆等問題，一般不適用于高低 溫場合。目前可使用溫度范圍大致在-30160 C，壓力最高為10。大部分儀表只適用于潔凈單向流體，含有顆粒，臟污物時上游需裝過濾器， 即增壓減損，又增加維護工作，如測量含有氣體的液體時必須裝設氣體分離器。安全性差，如檢測活動件卡死，流體就無法通過，斷流管系就不能應用。但 有些結構設計（如公司腰流流量計）在殼體內置一旁路，當檢測

30、部件卡死，流體 就可以從旁路通過。部分形式儀表（如橢圓齒輪式、腰輪式、旋轉活塞式等）在測量過程中會給 流動帶來脈動。較大口徑儀表還會產生噪聲，甚至是管道產生振動。2.6容積式流量計的誤差分析和解決對策誤差分析（1）原油粘度對計量誤差的影響由于容積式流量計的結構特點，實際應用中不可避免地存在漏失現象， 直接影響著 流量計的計量精度，這一漏失量與流經計量室的液體粘度成反比關系， 漏失誤差E可用 公式表示為： ）式中：K常數轉子與殼體之間的間隙長度流量計前后的壓差卩原油粘度轉子與殼體之間的間隙寬度（2）原油溫度對計量誤差的影響流量計轉子與殼體、轉子與轉子之間有一定的間隙，這樣，流體在流經計量腔時才能

31、推動轉子靈活自如地轉動。由于流量計材質不同和受不同溫度條件的影響而發生不同 的變化，產生一定的漏失量。計算公式如下：1- B（ 1）式中：E流量計實驗時產生的誤差E1流量計檢定條件下產生的誤差B 流量計計量腔體材質體積膨脹系數t流量計實驗時油品溫度tl流量計檢定時油品溫度（3）原油壓力對計量誤差的影響壓力對流量計計量誤差的影響表現在對計量腔容積和對原油體積兩個方面。由于壓力作用，流量計殼體的彈性變形，隨著壓力增高，計量腔體積增大，由此引起轉子與殼 體之間的間隙增大，漏失量也隨著增大。 P - （ a L）式中：腰輪流量計計量腔體積變化量V轉子與殼體之間的間隙長度D計量腔內徑a 殼體材質的縱向彈

32、性模數L 殼體的厚度 流量計檢定與工作時的壓差262解決對策1 ）完善流量計檢定裝置，條件允許時，應采用體積管對流量計實行在線檢定；2 ）改善現場環境條件，使流量計運行時的工況與檢定時的工況基本相一致；3 ）檢定流量計時，液體的粘度應盡量與流量計實際測量液體的粘度基本相一致；4 ）檢定液的溫度與實際測量液的溫度差控制在5C以內，否則要進行溫度修正；5 ）流量計工作壓力高于檢定壓力1 . OMPa時，應進行壓力修正，原油介質在管道或流量計內任意一點的壓力應高于原油飽和蒸汽壓，對于易汽化的液體，在流量計的下游應有一定的背壓。2.7容積式流量計性能的選擇在容積式流量計性能選擇方面主要應考慮以下五個要

33、素：1）流量范圍；2 ）被測介質物性；3 ）測量準確度；4 ）耐壓性能（工作壓力）和壓力損失；5 ）使用目的；（1）流量范圍容積式流量計的流量范圍與被測介質的種類（主要決定于流體粘度）、使用 特點（連續工作還是間歇工作）、測量準確度等因素有關。同一容積式流量計， 對于介質種類，用于較高粘度的。流體時，其流量范圍較大（主要是下限流量可以擴展到較低的量值）；對于 使用特點，用于間歇測量時，其流量范圍較大（主要是上限流量可以比連續工作 時大）；對于測量準確度，用于低準確度測量時，其流量范圍較大，而用于高準 確度測量時，流量范圍較小。從流量計特性曲線上也可以清楚地看到這一點。為了保持儀表良好的性能和較

34、長的使用壽命，使用時最大流量最好應選在儀 表最大流量的 7080%。45由于一般的容積式流量計體積龐大，在大流量時會產生較大噪聲，所以一般 適合中小流量測量。結合容積式流量計的性能，在需要測量大流量時，可采用 度組合腰輪結構的流量計；在需要低噪聲工作的場合，可選用雙轉子流量計。（2）被測介質物性被測介質物性主要考慮流體的粘性和腐蝕性。考慮粘性以選擇合適的流量計 類型，而腐蝕性是選擇流量計材質的主要因素之一例如，用于測量各種石油產品 的，可選用鑄鋼、鑄鐵制造的流量計；用于腐蝕性輕微的化學液體以和冷、溫水 可選用銅合金制造的流量計；用于純水、高溫水、原油、瀝青、高溫液體、各種 化學液體以和食品等應

35、選用不銹鋼制造的流量計。另外，用于食品行業的流量計, 除與流體接觸的零件必須用不銹鋼和符合衛生條件的要求外，在結構上應易于折 卸清洗，流量計內無儲液部位，如橢圓齒輪流量計、旋轉活塞流量計等。（3）測量準確度容積式流量計是目前測量準確度最高的流量計之一。廠家在產品樣本上給出 的測量準確里是指在實驗室參比條件下得到的基本誤差，而在實際使用中，由于 現場條件的偏離，必然會帶來附加誤差，實際誤差應該是基本誤差和附加誤差的 合成。所以儀表選型時應根據現場可能出現的問題采取措施。現場條件對測量準確度影響較大的主要有被測介質粘度的影響和溫度的影 響。流體粘度對流量計誤差特性的影響在第三節已有較詳細的討論，當

36、實際使用 的流體粘度與實驗室檢定時的流體粘度有較大差異時，應進行相應的粘度修正。 如果除流體粘度外，其他參數沒有明顯的變化，則可以用以下兩種方法進行粘度 修正。（4）耐壓性能（工作壓力）和壓力損失流量計的工作壓力要由流量計殼體來承受，對工作壓力的不同要求，應選用 不同材質的受壓部件，以免引起使用上的不安全。壓力損失也是選擇流量計時必須考慮的重要問題。尤其是大流量使用時，更 應注意核算流量計的壓力損失是否能滿足用戶的要求。（5）使用目的使用目的指流量計是用于計量交接和成本核算，還是用于過程參數控制。用 于計量核算的流量計主要考慮其計量精度，可以是就地指示儀表；用于過程控制 的流量計主要考慮其可靠

37、性，且應有發信器、計數器、調節顯示儀表等各種配套 設備。2.8傳感器的選型流量計的選型技巧各類儀表都有各自的特點，沒有一種十全十美的流量計。流量儀表（流量計）的選型 對儀表能否成功使用往往起著很重要的作用， 由于被測對象的復雜狀況以和儀表品種繁 多、性能指標各使得儀表的選型感到困難。 選型的目的就是在眾多的品種中揚長避短選 擇自己最合適的流量計儀表。（1）流量計儀表選型的步驟如下a. 依據流體種類和五個方面考慮因素初選可用儀表類型（要有幾種類型以便進行選 擇）；b. 對初選類型進行資料和價格信息的收集，為深入的分析比較準備條件；c. 采用淘汰法逐步集中到12種類型，對五個方面因素要反復比較分析

38、最終確定 預選目標。（2）流量儀表（流量計）的一般選型可以從五個方面進行考慮，這五個方面為流量計儀表性能方面、流體特性方面、安 裝條件方面、環境條件方面和經濟因素方面。五個方面的詳細因素如下：a. 儀表性能方面：準確度、重復性、線性度、范圍度、流量范圍、信號輸出特性、 響應時間、壓力損失等；b. 流體特性方面：溫度、壓力、密度、粘度、化學腐蝕、磨蝕性、結垢、混相、相 變、電導率、聲速、導熱系數、比熱容，等熵指數；c. 安裝條件方面：管道布置方向，流動方向，檢測件上下游側直管段長度、管道口 徑，維修空間、電源、接地、輔助設備（過濾器、消氣器）、安裝、等；d. 環境條件方面：環境溫度、濕度、電磁干

39、擾、安全性、防爆、管道振動等；e. 經濟因素方面：儀表購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀表使用壽命、 備品備件等。系列流量計由聯合站的特征和產品的實用性和經濟性相結合，進行綜合分析之后特選系 列流量計，具體參數介紹如下：（1）特點特征1 ）產品設計新穎、外形美觀、結構合理。2 ）低維護，低磨損，長壽命。3 ）壓力損失小，真正的重力流量計。4 ）計量精度不受溫度、壓力、粘稠度變化影響。5）鋁、鑄鐵、鑄鋼和不銹鋼可供選擇。（2）相關技術參數1 ）工作壓力（M ）: 0.6、1.0、1.6、2.5、4.02 ）工作溫度：系列（-20 C - +60 C）、L 系列（-4C- +60 C）3

40、）準確度等級：0.5級、0.2級4 ）流量范圍：m3mm液怵粘度2.0 mmP.i- s0.6mPa* s2.0 -D1P1 S0.6 - 2,fl mPi1 t謝側3.0 -150niPi* i0.6 - 2JQmPir s備注號(J.6 - 61J Y-6汀rz4(11.6 亠(63.2 - 16X2 - UU4*5 - lt丸5LE - 255嗨25S-25&-1S6-SSH2S剖1ft -和12-C0 - 60IS 右02D 61i川10020 1 on2U* too25* 10025-10033-10015025 2SU輛-250511-25(160-25l60-251180 “ 2

41、500.y0.25）主要構件材料和公稱壓力型號腰輪轉F輔公極力（MPa )LL-ALr平鐫網液珠軸承0.6, 1Xlr6LL-EL車巒H液琳軸尿2.5. At.llUT丄鏟|介龕鑄廉F不錯鋼不鑄痢擔珠軸眾0r6. LO16持殊合同可以梢處復il6）腰輪流量計產品標記ffiiXw*圧力盤filH r-f1辱fi7曲inI 1t.L-諛磁址社忙專說連ItOd htifih sit WitTiCrJL廿眾樽騎施It才AEL閒汀金阿痕LnEfiiH葉比IS岳即直繪響2 ymrr.-i 1S4蛙札股忙為isu如寸IIn磁T常卅岀購Bx*D.6MP*i1 lUMPa.gmr*2.5 MP&.44 0 MP

42、afAftliftw樣別說刪1忑十對齊殊產人用JU /媳劇脫奸胡綸M w n邊w 祖muMj勺中字旳訂許亞Mix*i(r方忖弋了時產閉謝號;1 U-J(IS2 LA.瞠呦漫的；hl呵裁成匹-代、HF!I Wtl f-E+L2SSiB43-f.W t；1,0GF-Lt .二認討AJ!柑Ml-炷M普Mlm rnir齊 wiIS14un:八 珂酣電斛沖足右一仿烈H-ti化丄 nft船用11 k 4氓MlAtiunMMa出 5*侑11JWb B IOL r.r- -L L ll 1S(1土“眸電加P住洽囂I tttt.時灤里顯爪 i 臉穂屁 hi JYMPjI甘通琲申krtj * ifc ht 1 M

43、wr 売t*力朗合盤時映 羸住寓址什也弓(3) 應用范圍廣泛應用于石化、電力、冶金、交通、國防以和商貿等部門對油品的計量3其他傳感器選型流量計選型是指按照生產要求，從儀表產品供應的實際情況出發， 綜合地考慮測量 的安全、準確和經濟性，并根據被測流體的性質和流動情況確定流量取樣裝置的方式和 測量儀表的型式和規格。流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發生機械強 度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產或故障情況下都不致影響 生產系統的安全。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節能性。為此，不僅要選 用滿足準確度要求的顯示儀表，而且要根據被測介質

44、的特點選擇合理的測量方式。為保證流量計使用壽命和準確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區要 選擇濕熱式儀表。正確地選擇儀表的規格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環。應特別注意 靜壓和耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應稍大于被測介質的工作壓力，一般取 1.25倍，以保證不發生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選 小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實際運行中最大流 量值的1.2 一 1.3倍。流量計選型是指按照生產要求，從儀表產品供應的實際情況出發， 綜合地考慮測量 的安全、準確和經濟性，并根據被測流體的性質和流動情況確定流量取樣裝置

45、的方式和 測量儀表的型式和規格。流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發生機械強 度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產或故障情況下都不致影響 生產系統的安全。例如，對發電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量，其安裝于管道中的一次 測量元件必須牢固，以確保在高速汽流沖刷下不發生機構損壞。因此，一般都優先選用 標準節流裝置，而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式流量計等非標準測速裝置，以和結構強度低的靶式、渦輪流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合，應選用防爆型儀 表。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節能性。為此，不僅要選 用滿足準確度要求的顯示儀表，

46、而且要根據被測介質的特點選擇合理的測量方式。發電 廠主蒸汽流量測量，由于其對電廠安全和經濟性至關重要， 一般都采用成熟的標準節流 裝量配差壓流量計，化學水處理的污水和燃油分別屬臟污流和低雷諾數粘性流，都不適用標準節流件。對臟污流一般選用圓缺孔板等非標準節流件配差壓計或超聲多普勒式流 量計，而粘性流可分別采用容積式、靶式或楔形流量計等。水輪機人口水量、凝汽器循 環水量和回熱機組的回熱蒸汽等都是大管徑（400以上）的流量測量參數，由于加工創 造困難和壓損大，一般都不選用標準節流裝置。根據被測介質特件和測量準確度要求， 分別采用插入式流量計、測速元件配差壓計、超聲波流量計，或采用標記法、模擬法等 無

47、能損方式測流量。為保證流量計使用壽命和準確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區要 選擇濕熱式儀表。正確地選擇儀表的規格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環。應特別注意 靜壓和耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應稍大于被測介質的工作壓力，一般取 1.25倍，以保證不發生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選 小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實際運行中最大流 量值的1.2 一 1.3倍。安裝在生產管道上長期運行的接觸式儀表，還應考慮流量測量元件所造成的能量損失。一般情況下，在同一生產管道中不應選用多個壓損較大的測量元件，如節流元件等。常用

48、流量計選型須知：3.1電磁流量計測量各種酸、堿、鹽等腐蝕液體；各種易燃，易爆介質；各種工業污水，紙漿，泥 漿等。電磁流量計不能用于測量氣體、蒸氣以和含有大量氣體的液體.不能用來測量電導率很低的液體介質，不能測量高溫高壓流體。他的技術特點：全數字處，抗干擾能力強、精度高，測量范圍寬，可達1:150、無機 械可動部件，無阻流部件，幾乎沒有壓力損失、測量結構不受流速分布，壓力，溫度密度, 粘度影響、可根據用戶需要進行現場在線修改量程。3.2渦街流量計（旋渦流量計）渦街流量計，主要用于工業管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介 質。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高,在測量工況體積流量

49、時幾乎不受流體密 度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。3.3浮子流量計（轉子流量計）它可以用來測量液體、氣體、以和蒸汽的流量，特別適宜低流速小流量的介質流量 測量。3.4科氏力質量流量計質量流量計廣泛應用于石化等領域，是當今世界上最先進的流量測量儀表之一。3.5熱式（氣體）質量流量計它適合單一氣體和固定比例多組份氣體的測量。 典型應用：工業管道中氣體流量 測量、燃氣過程中空氣流量測量 、煙囪排出的煙氣流量測量 、水處理中瀑氣流量測 量、水泥，卷煙，玻璃廠生產過程中氣體流量測量壓縮空氣流量測量 、天然氣，煤氣, 液化氣，火炬氣，氫氣等氣體流量測量 、鋼鐵廠加氣流量測量。3.6超聲波流量計目前我國只

50、能用于測量200r以下的流體。強腐蝕性、非導電性、放射性和易燃易 爆介質的流量測量問題。其工作原理是：當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化， 其傳播時間 的變化正比于液體的流速。零流量時，兩個傳感器發射和接收聲波所需的時間完全相同（唯一可實際測量零流量的技術），液體流動時，逆流方向的聲波傳輸時間大于順流方 向的聲波傳輸時間。 其中：9為聲束與液體流動方向的夾角M,為聲束在液體的直線傳播次數D為管道內徑為聲束在正方向上的傳播時間為聲束在逆方向上的傳播時間-主機技術參數：1）測量精度：優于1%,重復性，優于0.2%2）測量周期：500 （每秒2次，每個周期采集128組數據）

51、3）工作電源：85264隔離 24 （F4型 836）4）最大流速：64（流速分辨率0.001）5）顯 示：2X10漢字背光液晶可顯示瞬時流量和正、負、凈累積流量、流速等6）操 作：4X 4輕觸鍵盤（F4主機磁性4按鍵）操作7）信號輸入a. 3 路4-20模擬輸入,精度0.1%,可輸入壓力、液位、溫度等信號b. 2 路三線制100鉑電阻8）信號輸出a. 1 路隔離485輸出b. 1 路4-20或0-20輸出C.1 路隔離（脈沖寬度61000之間可編程，默認200）d.1 路繼電器輸出（脈沖寬度200 ）9）通訊協議協議，協議，海峰擴展協議防護等級：傳感器68，F4主機68,其余主機65防爆等級：U 4 （100F2型）3.7渦輪流量計渦輪流量計廣泛應用于以下一些測量對象：石油、有機液體、無機液、液化氣、天 然氣、煤氣和低溫流體等。3.8靶式流量計靶式流量計的適應性最強，它能測量其它流量計不能工作的場合， 特別是高粘度高 溫低雷諾數的介質，但是價格稍高。總之，沒有一種測量方式或流量計對各種流體和流動情況都能適應的.不同的測量方式和結構，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件每種型式都有它特有的優缺 點。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適于生產要求的， 既安生可靠