引言

    近年来适用于不同介质及工况条件的新型计量仪表相继问世，智能型旋进旋涡流量计即为其中之一。它是近年来开发并投放市场的一种速度式流量仪表，可适用于石油、蒸汽、天然气、水等多种介质的流量测量，并实现了压力、温度及压缩系数等动态参数的在线自动补偿[1]。     

    1 结构和工作原理

    1.1 结构

    旋进旋涡流量计主要由流量传感器（流量计壳体、旋涡发生体、压电传感器、除旋整流器）、智能流量积算仪、压力变送器、温度变送器等组成。（见图1）。

    1.2 工作原理

    如图2所示，流量传感器壳体剖面的型线类似文丘利管的型线，两头较大，中间略小。入口侧的收缩段内有一组强制产生旋涡流的导流叶片，出口侧有一个消除旋涡流的整流栅，使流体恢复轴向流动。当流体流入流量传感器时，入口的导流叶片迫使轴向流动的流体旋转，并在收缩段内由于流体的加速流动使旋转流的中心产生旋涡流，这时，随着管截面的缩小，旋涡流集中在中心轴上，当旋涡流体进入扩散段时，由于流速减慢，旋转流体受到回流的作用，开始二次旋转（见图2），旋涡流出现转折点（在这一点上流体的轴向速度分量为零），形成涡流进动现象，故称旋进旋涡[2]。

    流体的二次旋转频率与流量大小成正比，不受流体物理性质的影响，而且能在较宽的流量范围内获得良好的线性度（见图3）。该流量计采用压电传感器作为检测元件，将测得的流体二次旋转率经前置放大器放大、滤波、整形成与流速成正比的脉冲信号，传输给流量积算仪进行数据处理[3]。

    2 旋进旋涡流量计测量天然气的技术要求

    2.1 对气流条件的要求

    （1）被测气体应为单相的、连续地流经管道的圆管流。

    （2）气体流经流量计之前，其流速必须与管道轴线平行，不得有旋涡流。

    （3）气流应是亚音速、非脉动的，其流量随时间变化比较缓慢。

    2.2 对流量计的安装要求

    该种仪表对工艺安装及使用环境没有太多的特殊要求，但任何一类流量测量仪表都有这样一种共性，即尽可能避免振动及高温环境随离流态干扰元件（如压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等）、保持仪表前后直管段内壁光滑平直、保证被测介质为洁净的单相流体等[4]。

    3 流量计安装使用中应注意的事项

    旋进旋涡流量计无机械可动部件，体积小，耐腐蚀，性能稳定；可直接显示介质的工作压力、温度、流量以及标准状态下的气量；量程范围宽，计量误差小等优点，现已广泛用于油气井的生产计量和天然气的销售计量中。在多年来的现场应用中，我们认为该流量计最适合于较为干净的干气计量，渐成为中小用气计量的首选计量仪表。要保证旋进旋涡流量计计量准确，减少计量误差，请注意：

    3.1 选型合理

    3.2 安装正确

    流量计上游的应有至少10D长度的计量直管段。直管段内壁应光滑、更不能有台阶，磨平连接法兰的焊缝，法兰垫片不能突入管道内。更不能把流量计的安装方向装反了。试验证明：一切不合理的安装，都将导致流量计计量值偏低。

    3.3 远离震荡源，或在流量计上、下游安装支墩，以避免管线震动的影响。避免强磁场对流量计芯片的干扰。

    3.4 气质相对干净

    尤其不能出现液气两相流；气质较脏时，应即时清洗流量计。

    3.5 减少气流脉动的影响

    可在流量计前安装缓冲罐，或者加长流量计上游的计量直管段长度。

    3.6 及时对流量计进行计量检定，确保量值准确可靠。

    4 结束语

    由于投放市场的时间较短，仪表的可靠性和稳定性还有待于各种复杂工况的检验；测量精度对流态及介质脏污的敏感程度还有待于实验研究；现场检定方法还有待于进一步探索等。从这个意义上讲，该仪表目前还主要适用于那些不太重要的计量场合，比如，中小流量及内部交接计量。

    参考文献

    [1]钟斌．天然气现场智能旋进式旋涡流量计的设计研究．农业机械化工程，2005；（6）：23-25
    [2]于颜波．LUXZ旋进旋涡智能流量计的应用．石油化工自动化，2003；（04）：32-33
    [3]田军．天然气中小流量计量仪表．天然气工业，2002；（4）：43-45
    [4]曾维英．智能旋涡流量计在中小流量计量中的应用．石油仪器，2007；（3）：20-22