威力巴流量計在儲氣庫的適用性研究
發布時間：2022-08-11 23:10:42來源：www.kymg.com.cn來源：..
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摘要：本文通過對威力巴工作原理、性能指標及威力巴探頭優點的介紹，從四個方面對威力巴流量測量系統和孔板流量測量系統做了比較，得出威力巴是一種可靠、節能、高效的均速流量探頭的結論，并介紹了威力巴的防堵情況及使用中應注意的問題。
關鍵詞：威力巴；均速探頭；高效；節能
一、引言
儲氣庫是保障能源供應的重要手段之一，其生產運行周期分為注氣期和采氣期，一般夏季注氣，冬季采氣，注采氣時需要了解單井的生產氣量，必須加裝流量計量裝置。目前儲氣庫單井注氣計量大部分采用威力巴流量計，本文通過實際應用，分析威力巴流量計在儲氣庫的適用性。
利用差壓原理進行流量測量是當今世界上最可靠的流量測量方式之一，代表產品——孔板有著悠久的歷史，人們對它的安裝、使用和檢修都非常熟悉。流量測量系統一般由節流裝置（差壓發生器）、差壓變送器以及流量積算儀等二次儀表組成。
隨著電子技術的突飛猛進，變送器、積算儀等二次儀表的精度、靈敏度發生了質的變化，達到了極高的水平。一種全新均速流量探頭——威力巴，使得一次源的測量精度、重復性和可靠性達到一個嶄新的高度。
二、威力巴工作原理
當流體流過探頭時，在其前部產生一個高壓分布區，高壓分布區的壓力略高于管道的靜壓。根據伯努利方程原理，流體流過探頭時速度加快，在探頭后部產生一個低壓分布區，低壓分布區的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后，在探頭后部產生部分真空，并且在探頭的兩側出現旋渦。均速流量探頭的截面形狀、表面粗糙狀況和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關鍵因素。低壓信號的穩定和準確對均速探頭的精度和性能起著決定性作用。威力巴均速流量探頭能精確地檢測到由流體的平均速度所產生的平均差壓，它在高、低壓區有按一定準則排布的多對取壓孔，使準確檢測平均流速成為可能。
三、威力巴優點及性能指標
（一）威力巴均速流量探頭的優點
● 可測量多種介質，應用范圍廣泛
● 精度高，量程比大
● 探頭取壓孔本質防堵
● 測量信號穩定、波動小
● 管道永久壓損低
● 獨有高強度的子彈頭型雙腔結構
● 安裝費用低，基本免維護
● 可以在線安裝和檢測
（二）威力巴流量測量系統的性能指標
● 測量精度：±1% ● 重復精度：±0.1%
● 適用壓力：0 ～ 40MPa ● 使用溫度：-180℃ ～ 550℃
● 適用介質：滿管、單向流動的、單相的氣體、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液體
四、威力巴流量測量系統和孔板流量測量系統的比較
（一）威力巴與孔板長期精度比較
威力巴能長期保持高精度。因為，威力巴具有獨特的結構，不受磨損、雜質和油脂的影響;沒有可以活動的部件;一體化結構避免了高低壓腔室之間的信號滲漏;
而孔板使用時間一長，精度就會急劇下降，需要進行定期檢測和清洗。導致孔板精度下降的部分因素參看圖1。美國Florida Gas Transmission Company進行了一項實驗，定量測量各種因數對孔板所導致的精度損失。
（二）威力巴與孔板運行費用的比較
同孔板相比威力巴的長期運行費用非常低，投入運行不到一年所節省的電費就可以收回采購成本。威力巴采用非收縮節流設計，比孔板的永久壓損至少降低了95%以上，是一種高效、節能的均速流量探頭。
（三）威力巴與孔板壓損比較
節流式流量計是一種典型的差壓式流量計，是目前工業生產中用來測量氣體、液體和蒸汽流量最常用的一種流量計。其測量的理論基礎是：在充滿流體的管道中，固定放置一個流通面積小于管道截面積的阻力件（節流件），則管道內流體在通過該節流件時就會造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節流件前后將產生一定的壓力差。這種流量計不可避免地會在管道中產生永久壓損。以孔板為例，其流體壓力損失的主要原因是孔板前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機械能的一部分不可逆轉地變成了熱能，消失在流體內。而威力巴流量計采用了子彈頭形的革命性設計，使得其不僅在流量測量上保持了高精度、高強度和大量程比，還使得管道壓損大大降低。威力巴只產生非常低的永久性壓力損耗，典型的少于0.7kPa，而一個孔板元件所產生的永久性壓力損耗超過了14kPa。
綜上所述，威力巴是一種高效、節能的均速流量探頭。
五、威力巴探頭的防堵設計
威力巴流量探頭以其卓越的防堵設計，徹底擺脫了阿牛巴等插入式流量探頭易堵塞的弊端，使均速管流量探頭的防堵水平達到了空前的高度。
（一）威力巴探頭的高壓取壓孔不會被堵
探頭前部形成高壓區，壓力略高于管道靜壓，阻止了顆粒進入。在探頭的高壓取壓孔處流體的速度是零，沒有物體會進入取壓孔。剛開機時，流體在管道靜壓作用下進入彎管，很快形成了壓力平衡的狀態。當壓力平衡狀態形成以后，流體在彎管進口處遇到高壓，繞道而行，不再進入彎管中。
（二）威力巴探頭的低壓取壓孔實現本質防堵
一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的后部。這就是為什么秋天的樹葉總是集中在背風的房子后面的原因。其它的探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部真空區，在渦街力的作用下，探頭的低壓取壓孔很快地被渦流帶來的雜質堵死。
威力巴的獨特設計，使低壓取壓孔位于探頭側后兩邊、流體分離點和尾跡區的前部。這種設計從本質上防止了堵塞并且能產生一個非常穩定的低壓信號。
六、威力巴探頭的使用注意事項
連續工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但是在以下情況下，威力巴仍需注意防堵：
● 當引壓管泄漏，探頭高壓區遭到破壞，雜質中直徑較小的顆粒就有可能進入取壓孔;
● 當管道處于停產時，由于分子的布朗運動，顆粒小的雜質有可能進入取壓孔;
● 系統頻繁開機時，在高壓區形成的瞬間，顆粒小的雜質有可能進入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞;
● 介質中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質，也有可能造成探頭的堵塞。
綜上所述，威力巴流量計設計結構簡單，應用壓力范圍廣，操作少，故障率低，不易泄漏，日常維護量小，技術成熟，適用于氣體、液體和蒸汽的高精度流量測量，運用了最先進的差壓式流量測量技術，采用了完全符合空氣動力學原理的工程結構設計，是一種在精度、功效、可靠性及經濟方面達到了無比卓越程度的傳感器元件，威力巴流量計在儲氣庫投用二十幾年來，基本上未出現過故障，也非常節能環保，完全適用儲氣庫對單井計量的要求。
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