SWP-L628-T天然气、凝析液两相流量计的分析与研究

　　1 气液两相流计量技术的概述

　　气液两相流是石油、化工、动力等工业领域常见的流动工况,但气液两相流体的流量测量方法却一直是国际上没有很好解决的一个难题。目前工程上的解决方案仍然是分离法,即首先应用分离设备将气液两相流体分离成单相流体,然后再用单相流量计进行测量。

　　2 新型孔板差压噪声测量气液两相流原理的基本介绍

　　由于两相流动的随机性在测量过程中产生的噪声。根据传统的测量理论,此噪声仅仅是检测系统中的干扰信号。按照现代检测理论的观点,噪声也是过程系统输出的一种信息。通过对噪声机理的分析,建立噪声的统计滤波模型,便可获得噪声与被检测变量相关的定量信息,从而建立噪声检测两相流的实用理论模型,实现两相流的双参数检测。

　　3 测量原理

　　根据清华大学多年的理论和实验研究,并经过气液两相流测量工程试验检验,有 :

　　这样,应用一块标准节流孔板,配以差压变送器、压力变送器,就可以以根据差压测量平均值及其方差,计算出天然气、凝析液两相流的流量和干度。

　　4 气液两相流双参数测量仪的结构和工作原理

　　清华大学核能与新能源技术研究院经过多年研究形成的两相流计量技术与乌鲁木齐昌晖自动化仪表有限公司一体化孔板流量计及气液两相流量积算仪技术相结合,在Z-80单板机型气液两相流双参数测量仪的基础上,采用8098单片机研制成功新型仪表。仪表的核心是8098CPU,配置32kB ROM、8kB RAM、8位LED和8个按键;并有D/A输出、RS232通讯接口和微型打印机。仪表内部采用开关稳压电源供电。来自压力变送器和差压(流量)变送器的4mA～20mA直流信号经I/V转换变成1～5V直流电压信号 ,再经 A/D变换成数字量;机内设有实时时钟,定时采样得到的信号经过数字滤波和统计估计获得P、△P和△P0 的值, 按照实用数学模型便可算得气液两相流的干度、质量流量和携带热量;同时根据表内的实时时钟对流量和热量进行累积运算。计算过程所需的气、水密度和热焓由相应的子程序获得。键盘和LED分别用于常数设置和结果显示;微型打印机可定时或立即打印各项结果;D/A接口可输出干度信号用于控制;RS232接口可与上位机连接进行通讯。

　　设计通过8089单片机实现对D/A转换芯片和A/D转换芯片的控制,将采集的工具面角、井斜角等模拟信号转换为数字信息,经过CPU运算产生控制量,并由D/A转换成模拟量,控制电机。系统经A/D采样,D/A输出、与主控单片机形成控制系统。

　　5 SWP-L628-T 天然气、凝析液两相流量计计量精度测试