威力巴流量计在储气库的适用性研究
发布时间：2022-08-11 23:10:42来源：www.hseauto.cn来源：..
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摘要：本文通过对威力巴工作原理、性能指标及威力巴探头优点的介绍，从四个方面对威力巴流量测量系统和孔板流量测量系统做了比较，得出威力巴是一种可靠、节能、高效的均速流量探头的结论，并介绍了威力巴的防堵情况及使用中应注意的问题。
关键词：威力巴；均速探头；高效；节能
一、引言
储气库是保障能源供应的重要手段之一，其生产运行周期分为注气期和采气期，一般夏季注气，冬季采气，注采气时需要了解单井的生产气量，必须加装流量计量装置。目前储气库单井注气计量大部分采用威力巴流量计，本文通过实际应用，分析威力巴流量计在储气库的适用性。
利用差压原理进行流量测量是当今世界上最可靠的流量测量方式之一，代表产品——孔板有着悠久的历史，人们对它的安装、使用和检修都非常熟悉。流量测量系统一般由节流装置（差压发生器）、差压变送器以及流量积算仪等二次仪表组成。
随着电子技术的突飞猛进，变送器、积算仪等二次仪表的精度、灵敏度发生了质的变化，达到了极高的水平。一种全新均速流量探头——威力巴，使得一次源的测量精度、重复性和可靠性达到一个崭新的高度。
二、威力巴工作原理
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，并且在探头的两侧出现旋涡。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着决定性作用。威力巴均速流量探头能精确地检测到由流体的平均速度所产生的平均差压，它在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔，使准确检测平均流速成为可能。
三、威力巴优点及性能指标
（一）威力巴均速流量探头的优点
● 可测量多种介质，应用范围广泛
● 精度高，量程比大
● 探头取压孔本质防堵
● 测量信号稳定、波动小
● 管道永久压损低
● 独有高强度的子弹头型双腔结构
● 安装费用低，基本免维护
● 可以在线安装和检测
（二）威力巴流量测量系统的性能指标
● 测量精度：±1% ● 重复精度：±0.1%
● 适用压力：0 ～ 40MPa ● 使用温度：-180℃ ～ 550℃
● 适用介质：满管、单向流动的、单相的气体、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液体
四、威力巴流量测量系统和孔板流量测量系统的比较
（一）威力巴与孔板长期精度比较
威力巴能长期保持高精度。因为，威力巴具有独特的结构，不受磨损、杂质和油脂的影响;没有可以活动的部件;一体化结构避免了高低压腔室之间的信号渗漏;
而孔板使用时间一长，精度就会急剧下降，需要进行定期检测和清洗。导致孔板精度下降的部分因素参看图1。美国Florida Gas Transmission Company进行了一项实验，定量测量各种因数对孔板所导致的精度损失。
（二）威力巴与孔板运行费用的比较
同孔板相比威力巴的长期运行费用非常低，投入运行不到一年所节省的电费就可以收回采购成本。威力巴采用非收缩节流设计，比孔板的永久压损至少降低了95%以上，是一种高效、节能的均速流量探头。
（三）威力巴与孔板压损比较
节流式流量计是一种典型的差压式流量计，是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸汽流量最常用的一种流量计。其测量的理论基础是：在充满流体的管道中，固定放置一个流通面积小于管道截面积的阻力件（节流件），则管道内流体在通过该节流件时就会造成局部收缩，在收缩处流速增加，静压力降低，因此，在节流件前后将产生一定的压力差。这种流量计不可避免地会在管道中产生永久压损。以孔板为例，其流体压力损失的主要原因是孔板前后涡流的形成以及流体的沿程摩擦，它使得流体具有的总机械能的一部分不可逆转地变成了热能，消失在流体内。而威力巴流量计采用了子弹头形的革命性设计，使得其不仅在流量测量上保持了高精度、高强度和大量程比，还使得管道压损大大降低。威力巴只产生非常低的永久性压力损耗，典型的少于0.7kPa，而一个孔板元件所产生的永久性压力损耗超过了14kPa。
综上所述，威力巴是一种高效、节能的均速流量探头。
五、威力巴探头的防堵设计
威力巴流量探头以其卓越的防堵设计，彻底摆脱了阿牛巴等插入式流量探头易堵塞的弊端，使均速管流量探头的防堵水平达到了空前的高度。
（一）威力巴探头的高压取压孔不会被堵
探头前部形成高压区，压力略高于管道静压，阻止了颗粒进入。在探头的高压取压孔处流体的速度是零，没有物体会进入取压孔。刚开机时，流体在管道静压作用下进入弯管，很快形成了压力平衡的状态。当压力平衡状态形成以后，流体在弯管进口处遇到高压，绕道而行，不再进入弯管中。
（二）威力巴探头的低压取压孔实现本质防堵
一般情况下，灰尘、沙子和颗粒在涡街力的作用下，集中在探头的后部。这就是为什么秋天的树叶总是集中在背风的房子后面的原因。其它的探头由于低压取压孔取在探头尾部真空区，在涡街力的作用下，探头的低压取压孔很快地被涡流带来的杂质堵死。
威力巴的独特设计，使低压取压孔位于探头侧后两边、流体分离点和尾迹区的前部。这种设计从本质上防止了堵塞并且能产生一个非常稳定的低压信号。
六、威力巴探头的使用注意事项
连续工作的威力巴从根本上杜绝了堵的可能，但是在以下情况下，威力巴仍需注意防堵：
● 当引压管泄漏，探头高压区遭到破坏，杂质中直径较小的颗粒就有可能进入取压孔;
● 当管道处于停产时，由于分子的布朗运动，颗粒小的杂质有可能进入取压孔;
● 系统频繁开机时，在高压区形成的瞬间，颗粒小的杂质有可能进入取压孔，日积月累，就有可能造成探头的堵塞;
● 介质中含有大量的焦油、藻类生物，或者含有纤维状的物质，也有可能造成探头的堵塞。
综上所述，威力巴流量计设计结构简单，应用压力范围广，操作少，故障率低，不易泄漏，日常维护量小，技术成熟，适用于气体、液体和蒸汽的高精度流量测量，运用了最先进的差压式流量测量技术，采用了完全符合空气动力学原理的工程结构设计，是一种在精度、功效、可靠性及经济方面达到了无比卓越程度的传感器元件，威力巴流量计在储气库投用二十几年来，基本上未出现过故障，也非常节能环保，完全适用储气库对单井计量的要求。
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