房余凯

摘要：涡轮流量计在石油行业的运用非常多，传统的计量方法已经不能满足对石油油气的计量，并且涡轮流量计的特点非常多包含：重复性好，适应强度大，而且拥有智能的控制仪表，是测量液体流量的最佳方法之一。

关键词：涡轮流量计;测量原理;计量技术

计量油气的产量在石油产业中运用非常广泛，目前我国的石油资源逐渐减少，价格也在不断的增高，所以对石油的液体计量技术也在不断提高，传统的计量方法已经没有办法满足现在的形式需求，涡轮流量计经过不断的设计和研发具有很多的优点，主要包含：质地轻巧、精度高、可操作性强、方便安装等特点，经常用于不锈钢管道，并且没有腐蚀作用。如果和其他设备共同使用，还能实现计量控制，超量报警的作用，是最理想化的计量仪表。

1 流量计量的原理

涡轮流量计的工作原理主要是根据叶轮在液体中所承受的平均速度来计算的，这种装置主要是由涡轮流量传感器和显示仪表所构成，通常情况下是通过安装在石油管道外部的检测装置来计量叶轮转速。

途径管道变速器的液体流量计算公式为：

在上述公式中：q代表着途径变速器的流体计量，L/s;

f是表示仪表信号频率，次/s;

k表示常数，也可以称为仪表系数，次/L。

通过上述的公式可以发现，常数k也就是仪表系数的值可以计算成仪表的信号频率f和途径变速器的流体计量比，所以也就证明了仪表信号频率的流量计需要依靠仪表系数这个特性常数，通过常数的计算可以帮助我们更好的了解仪表的工作特性，并且对流量仪表的定期检查也有很重要的意义。

2 系数的确定

流量计主要安装位置是在油气排放处，通过在出口处和分离器的数据控制箱进行连接，利用石油流体对涡轮产生的旋转次数，进而在仪表盘上显示具体的数值，在通过数据线传给总线电缆，形成数据分析。但是影响涡轮旋转的因素非常多，主要包含：温度、液体的密度和粘度，所以在进行计量时应该矫正和检验。

2.1 系统温度的有效性判定

在整个系统评定中石油液体的密度是温度t的函数，在特定的温度范围内需要利用公式来表示具体的关系，当然也可以用回归法来表示，比如，通过这个关系式可以得到很好的计算效果，如果想要知道温度有效性具体的适用范围，需要通过长期的校验来实现，当然这个具体的工作内容可以通过实验室来完成。

2.2 系数k的确定

想要进行系数k的确定，首先需要在涡轮上进行系数标记，为k1，接下来把流体重量设定为，然后启动整个流量系统，把通过系统的流体进行称重，把值设定为，那么系数k的计算公式为：

然后在通过反计算的形式，来进行比对，查看数值是否会出现误差。

当然如果想要确定系数k需要的流体重量要大于1t，就能够减少其他外在因素对计算数值的影响，所以当流体重量比较少，所出现的误差可能会比较大，其具体的原因就是流体在计量时系统中的电磁阀没有及时关闭才造成的。

2.3漩涡流动

漩涡流动会对涡轮流量计的受力情况产生影响，进而影响在仪表的准确度，通过其数据的影响检测结果可以看出，漩涡流动和输油管道长度的关系非常大，管道越长对漩涡流动越小，当涡轮流量计离漩涡流动的位置越近所造成的精度越差，所以在安装涡轮流量计时可以加长管道长度来减少涡轮流量计的误差。

2.4粘度对涡轮流量计的影响

测定流体的粘度与标定流体粘度如果出现不同，那么就会对涡轮流量计造成影响，当测定流体粘度没有变化时，涡轮流量计的特性会发生比较大的影响。测定流体粘度会影响流体进入涡轮流量计的初始速度，从而影响涡轮流量计的准确度。

3 修正对涡轮流量计影响的方法

涡轮流量计在实际的使用过程中往往会遇到很多外在因素的影响，并且与上游管道的使用状况有关，整个系统中对涡轮流量计的使用都有影响。

3.1漩涡流动的修正方法

涡轮流量计的特性曲线必须保持良好的线性关系，途径涡轮流量计的流体必须是完全通过的流体，管道中的测定流体流速对于消除涡流和脉动流的影响。为了确保途径涡轮流量计的流体充分通过，需要在涡轮流量计的上游和下游区域留出相当长的长度，以使流体形成一种充分发展的流程。但是，由于安装条件的限制，通常难以形成流体充分发展的流量模式，这会影响涡轮流量计的性能。研究人员在两个方面进行了大量研究，以消除或抵消这种影响。一方面，研究了涡轮流动设备的各个上游所需管道的实际长度，所以在进行安装时应该加长管道的长度来减少漩涡流动因素对涡轮流量计的误差影响。

3.2粘度影响消除与修正

针对影响流体粘度对涡轮流量测量性能的影响，修正的方法可以分为两类：一类专注于研究现有的涡轮流量计并通过实验，结合理论推导得到粘度校正曲线，得到不同液体粘度时的体积流量转换关系，称为软件补偿法;另一種侧重于涡轮流量计的设计，尽可能消除了粘度的影响，以避免由于校准液和工作液的粘度不同而引起的误差，这被称为硬件补偿法。

粘度校正算法的共同点是，应事先知道被测流体的粘度。但是，通常很难直接测量流体的粘度。通常流体的温度是实时测量的，并且通过粘度和温度之间的关系来转换粘度的大小。由于温度对粘度的影响很大，温度测量和粘度计算的准确性会影响涡轮流量计粘度补偿的准确性，这也导致软件补偿方法的准确性普遍不高。

被测流体的粘度影响涡轮机流动性能的机理如下：改变被测流体的粘度会导致仪表数值发生变化，这会导致涡轮导流叶片入口速度曲线的这种变化，将影响涡轮流量计的性能发生变化，进而影响仪表常数。因此，优化涡轮机流动层内壁上的叶轮前部形状并减小特定流体粘度而引起的流速分布变化是降低涡轮流量计灵敏度的重要研究指南，从硬件角度测量流体粘度的变化。

结论

通过以上内容可以发现涡轮流量计非常适用于石油行业的液体计量，涡轮流量计不仅在运行费用比较节省，而且还拥有安全系数高，能够很好的掌握技术性能，安装非常方便等特点。通过长时间的研发和设计，涡轮流量计不仅在石油行业适用比较广泛，而且在其他行业也正在投入使用。

参考文献：

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