CN201527285U

CN201527285U - 高压气、液两相流流量测量装置

Info

Publication number: CN201527285U
Application number: CN2009202554660U
Authority: CN
Inventors: 王以顺; 杨力; 王彦琪; 张逸群; 赵武
Original assignee: Engineering Technology Design Institute of China Petrochemical Group East China
Current assignee: Engineering Technology Design Institute of China Petrochemical Group East China
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2019-11-20

Abstract

本实用新型涉及一种流体流量测量装置，特别是一种能够对气、液混合液体进行测量的高压气、液两相流流量测量装置。该高压气、液两相流流量测量装置包括有位于流体输送管道上的一段立管和一个弯管传感器；在立管上以一定的高差设置两个引压口，两个引压口通过引压管连接到第一压差变送器；所述弯管传感器的内、外侧引压口分别通过引压管连接到第二压差变送器；第一压差变送器和第二压差变送器的信号输出端均连接到一个积算仪上。本实用新型的高压气、液两相流流量测量装置用弯管传感器替代了传统结构中的普通流量计，将其与设置在立管处的压差变送器配合，提高了计量精度，同时其可检测的介质压力大大提高。

Description

高压气、液两相流流量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种流体流量测量装置，特别是一种能够对气、液混合液体进行测量的高压气、液两相流流量测量装置。

背景技术

普通的流量测量装置通常只能够对固定密度的气体或液体时行计量，但是对一些特殊场合下所输送的气、液混合状态的流体，由于流体密度不断发生变化，普通的流量测量装置难以对其进行精确计量。公开号为CN1609563A的中国专利申请公开了一种气、液两相流量测量装置，能够对气、液混合液体流量进行测量，其结构是在液体输送管道的不同输送段分别设置一个压差变送器和一个普通流量计，压差变送器和流量计的测量结果送入积算仪进行运算获得标准状态的气体和液体流量。这种结构的测量装置虽然能够对气、液两相流进行流量计量，但其计量精度依然较低，其计量误差可高达15％以上，难以满足贸易计量的使用要求。另外，由于普通计量计的使用限制，上述结构的计量装置仅能够对压力较低的流体进行计量，无法满足高压条件下的使用要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种允许测量的流体压力大、计量精度高的高压气、液两相流流量测量装置。

本实用新型的高压气、液两相流流量测量装置包括有位于流体输送管道上的一段立管和一个弯管传感器；在立管上以一定的高差设置两个引压口，两个引压口通过引压管连接到第一压差变送器；所述弯管传感器的内、外侧引压口分别通过引压管连接到第二压差变送器；第一压差变送器和第二压差变送器的信号输出端均连接到一个积算仪上，由积算仪对两部分的检测结果进行叠代运算，获得流体质量流量。

本实用新型的高压气、液两相流流量测量装置用弯管传感器替代了传统结构中的普通流量计，将其与设置在立管处的压差变送器配合，通过积算仪叠代运算，可以精确算出当前流速和密度。通过二氧化碳气井井口检测的验证，其计量精度可达到3级，同时其可检测的介质压力大大提高，可达到10Mpa。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，该高压气、液两相流流量测量装置包括有位于流体输送管道上的一段立管1和一个弯管传感器2；在立管上以一定的高差设置两个引压口，两个引压口通过引压管连接到第一压差变送器3；所述弯管传感器的内、外侧引压口分别通过引压管连接到第二压差变送器4；第一压差变送器和第二压差变送器的信号输出端均连接到一个积算仪5上。

本实用新型装置对二相二氧化碳流体进行测量和运算的实例如下：

1、根据伯努利方程

z_{1} g + \frac{1}{2} {u_{1}}^{2} + \frac{p_{1}}{ρ} = z_{2} g + \frac{1}{2} {u_{2}}^{2} + \frac{p_{2}}{ρ} + W_{f}

其中，2号取压点比1号取压点高约2米；

Wf--由状态1到状态2的沿程阻力损失

上式可简化为

p₁+ρgz₁＝p₂+ρgz₂+W_f (当u1＝u2时) (1)

2、求1-2沿程阻力损失Wf

①工况下的雷诺数Re：

已知7MPa，30℃时CO2黏度＝2500×10-8Pa.S；

7MPa，20℃时CO2黏度μ＝7300×10-8Pa.S

管道材质为无缝钢管，内壁粗糙度ε＝0.05-0.17mm

管道内径d＝25mm；流速V＝0～2m/s

则Re＝dVρ/μ＝1.5×105--6×105

②阻力系数λ

根据流体力学，由雷诺数范围可知，此时λ仅与管道相对粗糙度ε/d有关，查表求得λ＝0.03164

③

W_{f} = λ \frac{h}{d} \times \frac{u^{2}}{2} ρ - - - (2)

3、求二氧化碳密度ρ

(1)、(2)联立：

p_{1} + ρg z_{1} = ρ_{2} + ρg z_{2} + λ \frac{h}{d} \times \frac{u^{2}}{2} ρ

ρ = \frac{p_{1} - p_{2}}{(z_{2} - z_{1}) g + λ \frac{h}{d} \times \frac{u^{2}}{2}} - - - (3)

4、求质量流量

密度计算需要知道当前流速，我们可以利用弯管流量计的差压值ΔP进行计算。

V＝α×(ΔP/ρ)1/2 (4)

(3)、(4)联立：通过数学中叠代运算可以准确算出当前流速和密度，进而确定质量流量。

Claims

1.一种高压气、液两相流流量测量装置，其特征是：它包括有位于流体输送管道上的一段立管和一个弯管传感器；在立管上以一定的高差设置两个引压口，两个引压口通过引压管连接到第一压差变送器；所述弯管传感器的内、外侧引压口分别通过引压管连接到第二压差变送器；第一压差变送器和第二压差变送器的信号输出端均连接到一个积算仪上。