[摘要]基于加拿大(dà)某油(yóu)砂項(xiàng)目進行了研究(jiū)。該項目在(zài)采集油砂的(de)過程中使用蒸汽(qì)輔助(zhù)重(zhòng)力驅油技術，因(yīn)此在蒸(zhēng)汽(qì)管(guǎn)線(xiàn)上選用渦街流量計 作爲流量監(jiān)測與測量的設(shè)備。本文闡(chǎn)述了渦街流量計的工作(zuò)原理、工作特點(diǎn)、設計工況、安裝(zhuāng)要求等(děng)。
　　在(zài)海洋(yáng)石油平台的工(gōng)藝(yì)測量中(zhōng)，需要被測量的流體介質多種多樣，包括原(yuán)油、柴油(yóu)、天然氣(qì)、海水、淡水、蒸汽等。不同(tóng)的測量(liàng)流(liú)體的(de)特性、管(guǎn)徑(jìng)、流量(liàng)範圍、流(liú)體(tǐ)的穩(wěn)定性(xìng)都對測量(liàng)結果有着(zhe)重要(yào)影響。本文(wén)基于(yú)加拿大(dà)某(mǒu)油砂(shā)項目(mù)的設(shè)計基礎_上(shàng)進(jìn)行(háng)研究(jiū)。油砂在開采過(guò)程中采取(qǔ)的是(shì)sagd技術(shù)即蒸(zhēng)汽輔(fǔ)助重(zhòng)力(lì)驅油技(jì)術，該(gāi)技(jì)術是在(zài)油砂礦層裏鑽(zuàn)兩個水平井，-一(yī)個位于油(yóu)砂礦底部，另一個位(wèi)于其(qí)上部的蒸汽注入井，加熱(rè)油砂層以降(jiàng)低稠油的(de)黏度，流入下(xià)面底(dǐ)部的(de)井，再(zài)用泵送至(zhì)地面進一步處(chù)理。本(běn)文(wén)研究蒸(zhēng)汽注入管(guǎn)線上的渦(wō)街流量計在該(gāi)種工況下(xià)的選型以及在(zài)安裝使用(yòng)過(guò)程(chéng)中如何應(yīng)用。在(zài)海洋石油(yóu)平台的設(shè)計過程中(zhōng)，蒸汽管線是較(jiào)少遇(yù)到的。因此(cǐ)，這種高溫(wēn)蒸汽(qì)管線與(yǔ)海(hǎi)洋石(shí)油平(píng)台各個工(gōng)藝(yì)管(guǎn)線上儀表(biǎo)的選(xuǎn)型和(hé)安(ān)裝(zhuāng)存在着一(yī)定的(de)差異。
1概述(shù)
1.1工作(zuò)原理(lǐ)
　　渦街流量(liàng)計(jì)是(shì)在流體中安放(fàng)一根(或多(duō)根)非流線型組(zǔ)流體(tǐ)，流體(tǐ)在阻(zǔ)流體(tǐ)兩側交替地分離釋放出(chū)兩串規則的(de)漩渦，在一定(dìng)的流(liú)量範圍内漩渦(wō)分離頻(pín)率正比(bǐ)于管(guǎn)道内的平(píng)均流(liú)速，通過采(cǎi)用各種形式的(de)檢測元件測出(chū)漩渦頻率(lǜ)就可(kě)推算出(chū)流體的(de)流量。
1.2工作(zuò)特(tè)點
①渦街(jiē)流(liú)量計結(jié)構簡單(dān)牢固，安(ān)裝維護方便;②适(shì)用于多種流體(tǐ)，如液(yè)體、氣體、蒸汽等;③與差壓式、轉子流(liú)量計相(xiàng)比，精(jīng)确度較高(gāo);④壓損小;⑤輸(shū)出與(yǔ)流量(liàng)成正比的(de)脈沖信号(hào)，适用(yòng)于總量(liàng)計(jì)量，無(wú)零點漂移;⑥不适(shì)用(yòng)于強(qiáng)震動場(chǎng)所;⑦不适用于低(dī)雷諾數(shù)測(cè)量，在(zài)高黏(nián)度、低流速、小口(kǒu)徑情(qíng)況下的應用受到限(xiàn)制。
1.3技(jì)術要求
　　在高精度和(hé)寬調(diào)整要求(qiú)的(de)場合不适(shì)宜(yí)選擇渦街流量計。渦街(jiē)流量(liàng)計通常用(yòng)于氣體/蒸(zhēng)汽應(yīng)用和(hé)任何相對清潔(jié)、低黏度、非(fēi)磨蝕性(xìng)的流體(tǐ)。若被測流(liú)量爲兩相(xiàng)狀态(tài)，不得(dé)選用渦(wō)街(jiē)流量計。渦街流量計(jì)不(bú)适(shì)用于流量(liàng)計算(suàn)結果雷諾數小于20000的黏性(xìng)液體(tǐ)以及雷諾(nuò)數小(xiǎo)于5000的黏性氣體(tǐ)/蒸汽。渦街(jiē)流量計(jì)不應(yīng)用于夾帶固(gù)體顆粒的(de)工(gōng)藝系統(tǒng)。
　　渦街(jiē)流量計應(yīng)按廠家的結構(gòu)進行安裝(zhuāng)。除非(fēi)廠家有特(tè)殊說明，否則渦街流量計的(de)安(ān)裝應(yīng)至少(shǎo)須遵(zūn)循.上(shàng)遊直管段20倍的管線(xiàn)直(zhí)徑，下遊(yóu)直管(guǎn)段(duàn)5倍的管(guǎn)線直徑。渦(wō)街流(liú)量計一(yī)般都在(zài)廠家進行校.準(zhǔn)，但仍需(xū)要定期檢查。檢查時，如(rú)果工藝系統不(bú)能(néng)關閉(bì)，那(nà)麽應(yīng)該安裝合适的旁路隔離閥和(hé)管道以便于後(hòu)期的(de)檢查和維(wéi)護。
2設計工(gōng)況
2.1工藝介(jiè)質及參數
　　該項(xiàng)目(mù)所處地(dì)區的環境溫度(dù)爲-41℃至35℃,本文(wén)研究(jiū)的渦(wō)街流(liú)量計(jì)用于高壓(yā)蒸汽管線，測量的介質是蒸汽(qì)，最大壓力(lì)爲(wèi)6000kpa·g，最大流(liú)量爲(wèi)20833kg/h，蒸汽最高(gāo)溫度爲277℃。
2.2蒸汽管線的選(xuǎn)型及參(cān)數
　　蒸(zhēng)汽管線選(xuǎn)用碳鋼材(cái)質，管(guǎn)線的設計壓力(lì)爲7830kpavg，管線(xiàn)的(de)設計溫度(dù)爲295℃，由于該項目的環境溫度較(jiào)低，因此需(xū)要對(duì)該系(xì)統的管線做保溫處(chù)理。
3渦街流量計(jì)的安裝
　　渦街流(liú)量計在安裝時(shí)應參(cān)考(kǎo)iso圖、典型(xíng)安裝圖、3d模(mó)型，安(ān)裝步驟及方式(shì)應與(yǔ)廠(chǎng)家的操作指(zhǐ)南(nán)一緻。
3.1安(ān)裝要(yào)求
　　渦(wō)街流量計不宜(yí)安裝(zhuāng)在測量液體容易發生汽化的(de)位置，也不(bú)适宜(yí)安裝(zhuāng)在振動的(de)管道上(shàng)。潔(jié)淨(jìng)氣(qì)體、蒸(zhēng)汽(qì)和(hé)液體(tǐ)的大中流量，可以選(xuǎn)用渦(wō)街流(liú)量計。低(dī)速(sù)流體及黏度大(dà)的液體測量，不(bú)适宜選用(yòng)渦街流量計。對(duì)直管(guǎn)段的(de)要求:上遊爲15~50d(d爲(wèi)管線直徑(jìng));.上遊加整流器(qì)時，上(shàng)遊不小于(yú)10d，下遊(yóu)至少(shǎo)爲5d。.
3.2垂直安(ān)裝
　　渦街流量計(jì)在安裝時，工藝(yì)管線的設(shè)計應保證(zhèng)儀(yí)表主體(tǐ)内介(jiè)質(zhì)要(yào)保持充滿(mǎn)，不能有空(kōng)氣殘留(liú)。一般情況下，在不影響(xiǎng)精度的情(qíng)況下(xià)，渦街(jiē)流量計可(kě)以在任何(hé)方向(xiàng)安裝，但是要滿(mǎn)足以(yǐ)下要求。渦(wō)街流量計(jì)垂直(zhí)管線上安(ān)裝時(shí)，測量(liàng)不同(tóng)的介(jiè)質的渦街流量計的(de)安裝方向(xiàng)不同。如(rú)圖1所示。
 
3.3水平(píng)安裝.
　　對于(yú)蒸汽和固體含(hán)量少的流體，建(jiàn)議将流量(liàng)計與電子設(shè)備(bèi)安裝(zhuāng)在管道的-側。這(zhè)将使潛在的測(cè)量誤(wù)差爲(wèi)最小，允許(xǔ)冷(lěng)凝(níng)物或(huò)固體在不(bú)中斷漩渦(wō)的情(qíng)況下(xià)在出料杆下流(liú)動。
　　對于水平安裝，最優朝(cháo)向是(shì)把電(diàn)子裝置安(ān)裝在管道的側(cè)面。在液體應用(yòng)中，這種安(ān)裝方式能夠(gòu)避(bì)免進(jìn)入空氣(qì)或(huò)者是(shì)固體(tǐ)沖擊漩渦(wō)發生(shēng)器以及幹(gàn)擾發生體的頻(pín)率。在(zài)氣體(tǐ)或蒸汽管(guǎn)線的(de)應用(yòng)中，這(zhè)種安(ān)裝方(fāng)式能(néng)夠避(bì)免冷(lěng)凝液(yè)體幹擾(rǎo)漩(xuán)渦發(fā)生器(qì)及其頻率，如圖2所示(shì)。
 
3.4蒸汽(qì)管線
　　渦街(jiē)流量計安(ān)裝在(zài)蒸汽(qì)管線上，其(qí)渦街流量(liàng)計所在的(de)管(guǎn)線不能(néng)設計圖3所示的s型，因(yīn)爲這種設(shè)計形式容(róng)易引(yǐn)起凝液(yè)返流到渦街流(liú)量計中(zhōng)，進而引(yǐn)起儀表(biǎo)設備的損(sǔn)壞。
 
3.5搬(bān)運及檢查
　　渦街(jiē)流量計包(bāo)括本(běn)體及變送器兩部分(fèn)，渦街(jiē)流量計在搬運過程(chéng)中應小(xiǎo)心進行，不能用手(shǒu)直接(jiē)托住變送器的(de)位置(zhì)進行搬運(yùn)。應(yīng)仔細核查渦(wō)街流量計所帶(dài)的附(fù)件并(bìng)進行(háng)核對(duì)，對于渦街(jiē)流量計(jì)本體的(de)溫度探(tàn)測不能(néng)進行拆卸，對溫(wēn)度探測的(de)探針(zhēn)部分的保護套(tào)要等(děng)到現場施(shī)工時(shí)才能摘下(xià)，以免損傷探針(zhēn)。
3.6安裝方(fāng)向(xiàng)
　　渦街(jiē)流量(liàng)計在(zài)現場(chǎng)安裝(zhuāng)時，要(yào)求安裝方向爲(wèi):管線(xiàn)的介(jiè)質流向(xiàng)與(yǔ)渦街流量計本(běn)體所示流(liú)量方(fāng)向一緻。變送器(qì)的(de)安裝(zhuāng)方(fāng)向應(yīng)90°或270°安裝，如(rú)圖4所(suǒ)示。
 
3.7法蘭(lán)安裝.
　　渦街(jiē)流量(liàng)計調整好方向(xiàng)後進(jìn)行法(fǎ)蘭對(duì)接安裝(zhuāng)，安裝時(shí)選擇(zé)合适等級(jí)的法蘭墊片及(jí)螺栓，并按照廠家的指導作業(yè)書進行(háng)安裝。
3.8溫(wēn)度探(tàn)測傳感器安裝
　　渦(wō)街流量(liàng)計本體安(ān)裝完(wán)成後(hòu)，将溫度傳感器探(tàn)針(zhēn)的保(bǎo)護裝置摘除，并(bìng)把溫度傳感器(qì)的探(tàn)針插到流(liú)量計本體(tǐ)底部(bù)的孔(kǒng)中。用手擰(nǐng)緊後，再按(àn)照廠(chǎng)家的要(yào)求(qiú)進行(háng)安裝。如圖5所示(shì)。
 
4電氣連(lián)接
　　渦街(jiē)流量計工(gōng)藝安裝完(wán)成後，需要(yào)連(lián)接變送(sòng)器部(bù)分。渦(wō)街流量計(jì)變送器的(de)電氣(qì)接口(kǒu)一-般爲1/2npt。變(biàn)送器的電氣接口方向不應朝(cháo)上，避(bì)免液體或(huò)者雜質殘(cán)留。變(biàn)送器的接(jiē)線應(yīng)按照(zhào)設計的端(duān)子圖的要(yào)求進(jìn)行接線，具體接(jiē)線步(bù)驟(zhòu)如圖6所(suǒ)示。
 
5總(zǒng)結
　　由于渦(wō)街流量計自身(shēn)的特(tè)點，因此在(zài)海上平台的(de)設(shè)計安(ān)裝(zhuāng)中應用(yòng)較少。本文主要(yào)根據(jù)油砂(shā)項目(mù)中遇到的渦街(jiē)流量計，針對此(cǐ)種工(gōng)況下如何進行(háng)安(ān)裝進行(háng)闡述及論證，并(bìng)可對(duì)今後相同(tóng)工況及類(lèi)似(sì)工(gōng)藝設計參數的(de)項目提(tí)供(gòng)參考。

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