石化添加劑注入液的密度和粘度各不相同，任何安裝在工廠中的石化流量計都應(yīng)能夠管理廣泛的化學(xué)和物理特性。流量測量解決方案的選擇仍然非常狹窄，因為只有少數(shù)幾種技術(shù)可以提供令人滿意的測量分辨率。

 

       常規(guī)地，對于石化流量計，添加劑注入流體，正排量流量計一直是選裝件。這些石化流量計通常很小，并且在它們的運動部件之間有緊密的間隙。小尺寸有助于實現(xiàn)高壓額定值，但由于制造公差嚴格，因此容易受到污染，這可能會阻止有效運行或使儀表完全停止工作–非常好的情況是不便，但如果儀表很昂貴安裝在海底。

 

       沒有活動部件的非侵入式石化流量計是非常優(yōu)選的選擇。但是，它們也是非常昂貴的。本文回顧了此應(yīng)用程序中當前使用的一些流量計技術(shù)，并期待著開發(fā)領(lǐng)域的非常新進展。

 

旋轉(zhuǎn)活塞石油化工流量計

 

       旋轉(zhuǎn)活塞式流量計包含一個圓形腔，該圓形腔在圓盤內(nèi)“旋轉(zhuǎn)”。每次旋轉(zhuǎn)都會排出已知量的流體。當主軸在中央凸臺上循環(huán)時，實際的活塞運動可以稱為“點頭”，因為圓形元件僅描述了由圓形主軸軌跡和線性分頻器限制的振蕩，該振蕩使活塞以“圓周”運動滑動在一個圓形的房間里。

 

       固定體積的流體從入口到出口都在活塞內(nèi)部和外部傳輸。旋轉(zhuǎn)活塞式流量計制造商應(yīng)謹慎選擇具有低摩擦系數(shù)和有限滑動面積的材料。除了提高流量計的線性度之外，這些技術(shù)還擴展了操作范圍。根據(jù)定義，這些是典型的低分辨率儀表。它們的中心主軸通常只有一個磁鐵，但是某些設(shè)備將具有多個呈橢圓形的磁鐵，以提高儀表的分辨率。不幸的是，石化添加劑注入流體的計量意味著旋轉(zhuǎn)活塞流量計對磨損和污染極為敏感，并且具有許多滑動表面。

 

石化流量計：正齒輪和橢圓齒輪流量計

 

       盡管這兩種齒輪表在表面上是相同的，但它們的操作方式卻大不相同。通常，標準齒輪流量計的幾個非常大的齒輪齒嚙合在一個腔室內(nèi)，在所有表面上都有緊密的間隙。由于齒本身沿其長度形成密封，因此唯一可能的泄漏路徑是圍繞嚙合齒的外側(cè)到腔室壁。齒輪之間的壓力不平衡會導(dǎo)致齒輪旋轉(zhuǎn)，從而使流體體積大約等于一個齒輪齒的體積。通常使用傳感器來計數(shù)每個牙齒的通過次數(shù)，從而產(chǎn)生高分辨率的脈沖序列。

 

正齒輪和橢圓齒輪石化流量計

 

       橢圓齒輪流量計的工作原理完全不同。卵形齒輪流量計中的齒仍用于驅(qū)動齒輪和密封中心路徑，但差動力不是由凸角上的齒輪齒的形狀產(chǎn)生的，而是由橢圓形的齒輪產(chǎn)生的。來自不同制造商的橢圓齒輪流量計根據(jù)流量需求和目標應(yīng)用的分辨率提供了各種橢圓形齒輪。與標準齒輪表相比，通過使用橢圓形可以產(chǎn)生更大的驅(qū)動壓力，從而產(chǎn)生更低的壓降和更大的流量范圍。

 

       這還允許使用粘度較低的液體對儀表進行適當?shù)牟僮鳌Ｅ帕渴菣E圓形的乘積，而不是上方深藍色所示的齒輪輪廓。通常，傳感器是磁性的，并且在齒輪的表面具有檢測器。盡管分辨率低于標準齒輪表，但有時可以集成多個磁體。

 

螺旋石化流量計

 

 

       螺旋流量計使用一對斜齒輪，就像兩個阿基米德螺釘相互嚙合一樣。因此，腔室的橫截面類似于八字形。兩個轉(zhuǎn)子沿其長度“嚙合”，并在一端使用一對普通齒輪同步。當流體向下流過腔室時，它使齒輪旋轉(zhuǎn)。這些設(shè)備非常精確，并且由于檢測到嚙合齒輪上發(fā)生的運動而提供了高分辨率。但是，它們對污染很敏感。

 

熱石化流量計

 

 

科里奧利石化流量計

 

       科里奧利石化流量計仍然使用活動部件，但僅在流動管的外部且僅在幾分鐘內(nèi)使用。他們利用這樣的事實：如果一個充滿運動流體的管子振動，它將對流體的運動產(chǎn)生反作用，該反作用力與在管子中流動的流體的質(zhì)量成正比。流動越快，反應(yīng)越大。由于科里奧利儀表可以檢測質(zhì)量流量的反應(yīng)，因此它們本質(zhì)上就是質(zhì)量流量計，可以同時測量密度和體積。這就像試圖將陀螺儀旋轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)軸90°一樣，在此旋轉(zhuǎn)中外力將對施加的力產(chǎn)生90°的反作用。這種流量計非常靈敏，即使有一些污染物也能非常精確地計量非常低的流量，但是，它們通常也相對昂貴。

 

 

超聲波石化流量計

 

       超聲波流量計尚未以實質(zhì)性方式加入石化低流量計量工具的寶庫，但目前正在開發(fā)可同時處理流量和極高壓力的極低流量高壓產(chǎn)品。超聲波流量計顯示出非常有前途的前景，因為其制造成本應(yīng)比所追求的科里奧利流量計低得多的安裝成本，盡管沒有總是需要的質(zhì)量流量和密度輸出。

 

       這將是飛行設(shè)備的首選時間，因為多普勒變速表不太可能達到所需的性能。簡單，直通的結(jié)構(gòu)具有高壓能力而無需以合理的價格移動零件的前景可能會導(dǎo)致這種原理的儀表可用于這些低流量應(yīng)用。

 

 

結(jié)論

 

       由于上述石化流量計技術(shù)中的每一種都有其自身的優(yōu)點和缺點，因此選擇將極大地取決于個人經(jīng)驗和財務(wù)限制。旋轉(zhuǎn)活塞流量計具有大量滑動表面，非常容易受到污染和磨損。標準齒輪流量計具有較高的壓降，需要完全潤滑的流體。盡管橢圓齒輪流量計的分辨率相對較低，但在24小時內(nèi)消耗和控制液體至關(guān)重要的情況下，這可能不是問題。

 

       與其他齒輪流量計相比，螺旋流量計體積大，價格昂貴，并且需要潤滑液。盡管精度高，但熱量表的用途并不廣泛，因為它們通常僅針對要計量的流體進行設(shè)置。科里奧利流量計，顯然是添加劑注入的靈丹妙藥，價格昂貴得令人望而卻步，從而影響了流量計的選擇。

 

       可以相信，超聲波計量的未來發(fā)展將以可接受的性能和可接受的價格彌合差距。超聲波流量計無疑將成為低流量計量設(shè)備的一個受歡迎的補充。