艾伯特流量计在川西增压站中的应用

1、    艾伯特流量计在川西增压站中的应用    田鸣谷摘要：艾伯特流量计是由流量传感器、变送器和积算仪组成，是一种全新的差压式流量计。流量传感器结合了文丘里和均速管两种不同差压技术的优点，具有无需直管段、大量程比等优点。本论文结合艾伯特流量计在川西增压站中的应用对此设备进行了简单的论述。一 背景流量计的安装都有前后直管段的要求，少则前5d，后3d，如电磁流量计，多则前30d，后7d，如孔板流量计。实际在天然气项目建设时，往往受征地面积的影响，无法满足流量计的前后直管段要求，而艾伯特流量计具有无需直管段的特点，同时也能满足流量计量的量程比、精度等要求，因此

2、对天然气项目流量计的类型选择具有重要的现实意义。二 基本结构及工作原理艾伯特流量计的测量元件为均速管，是基于皮托管原理而发展而来的。1.皮托管原理皮托管轴线与流向平行，头部迎流方向开有一个小孔a，称为总压孔，在距头部一定距离处开有若干垂直于流体流向的静压孔b，各孔所测静压在均压室均压后输出。设在均匀流动的管道中某点处流体的静压为p，流速为u。流体流动时，紧靠皮托管前端a的流体被阻滞，在阻滞区域中心行成“驻点”，驻点处流动完全停止，流速等于零，压力由静压p上升到滞止压力p1（总压）。设流动为不可压缩无粘性流体的稳定流动，则驻点处流体的伯努利方程为：实际中，通常采取在同一截面选取多点测量，然后求出

3、平均流速的方法。如何选取测量点是皮托管测流量的关键，目前较常用的有等环面法、切比雪夫积分法和对数线性法。2.均速管流量计均速管流量计（又称阿牛巴管）是基于皮托管原理而发展起来的一种新型流量计，均速管能够直接测出管道截面上的平均流速，比之于皮托管，简化了测量过程，提高了测量准确性。均速管测量流速的原理与皮托管相同。当流体流过探头时，在其前部产生一个高压分布区，高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程原理，流体流过探头时速度加快，在探头后部产生一个低压分布区，低压分布区的压力略低于管道的静压。流体从探头流过后在探头后部产生部分真空，并在探头的两侧出现旋涡。流量探头能精确地检测到由流体的平均

4、速度所产生的平均差压。流量探头在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔，使准确测平均流速成为可能。均速管流量计结构简单，便于安装，价格便宜；压力损失小，能耗少；准确度及长期稳定性较好；适用范围广，可适用于液体、气体和蒸汽等多种流体以及高温高压介质的流量测量。均速管流量计适用的管径范围为259000mm，尤其适用于大口径管道的流量测量。但它产生的差压信号较低，需要配用低量程差压计；不适用于污脏、有沉淀物的流体。均速流量探头的截面形状、表面粗糙状况和低压取压孔的位置是决定探头性能的关键因素。低压信号的稳定和准确对均速探头的精度和性能起决定性作用。3.艾伯特流量计（1）取压孔的设置美国环境保护署ep

5、a（u.senvironmentalprotectionagency）的常用皮托管标准里，对于皮托管的取压孔有以下要求：艾伯特的取压孔设置完全符合此要求：（2）“子弹头”设计艾伯特流量计的传感器采用了速度剖面的线性化设计，简称“子弹头”设计，当流体流过传感器時，传感器高压区的表面粗糙度可降低流体阻力且扩展精度范围。低压取压孔位于流体分离点可消除取压孔堵塞，产生稳定信号。流体杂质跟随旋涡堆积于传感器背面。整个传感器采用一片式设计，具有坚固的结构强度。（3）流量系数艾伯特流量计的分析模型综合了物理学、空气动力学和流体力学来预测流量系数，下图是艾伯特流量计的流量测试图：可见，流量系数不随雷诺数（速度

6、）而变化，只要雷诺数大于20，000时，即可保证测量精度。（1）直管段要求。在长直管段和短直管段时，流量系数的数值相差甚微，故直管段的长短对于艾伯特流量计的流量系数影响极小。（1）传感器。一体化电阻温度传感器（rtd）。多参数变送器可输出压力、温度、差压。动态的温压补偿。三 艾伯特流量计在川西增压站中的应用川西增压站首次采用艾伯特流量计，经用户反应：流量计输出信号稳定，准确，且使用过程中极少维修。四 艾伯特流量计的特点1.精度高，流量测试记录可在美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology）追踪查询。严格按照api石油计量标准手册第22章：测试方案，第2节：差压流量测量装置进行的流量测试。流量系数精确度0.5%。无直管段要求。由于几何结构为固定的，无可动部件，故不需要标定或重新标定。大量程比（30：1）五 结论艾伯特流量计精度高，量程比大，满足了大部分天然气管道的计量要求，加之无需直管段这一特点，跟传统流量计相比，不受安装条件的