科里奥利有利于石油和天然气行业

2011年12月6日

KROHNE加拿大业务经理Andre Verdone讨论了科里奥利流量计技术在石油和天然气测量应用中的优势。

液体的准确测量是所有石油和天然气行业生产或消费场所的关键考虑因素。这尤其适用于批量转移设备，其中大量产品正在移动，必须进行监控。

传统上，传质是用称量秤或测压元件批量测量的。然而，安装、校准和维护昂贵、困难、耗时，并且不适合连续过程，在连续过程中，孔板和磁流管等方法可以测量体积流量。然而，需要额外的仪器来测量温度和压力，以补偿流体密度的变化。引入额外的仪器也会带来误差，这可能导致整体测量错误率高达3%。

现在有几个测量标准正在转向使用科里奥利质量流量计，它可以在测量温度和密度的同时直接测量质量流量。通过质量传递测量也是一种准确的方法，因为质量独立于变化的过程流体特性，包括压力、温度、粘度、电导率和重力，也不受其影响。

在现有的科里奥利设备中，直管设计被认为是最准确和最容易安装和维护的。特别是对于广泛应用于石油和天然气行业的测量滑块，直管科氏流量计可以最大限度地减小滑块尺寸。

科里奥利效应
科里奥利效应是在旋转参考系中观察运动物体时产生的偏转现象。在顺时针旋转的参考系中，偏转是向物体运动的左侧;在一个逆时针旋转，偏转是向右。科里奥利力的数学表达式出现在1835年法国科学家加斯帕德·古斯塔夫·科里奥利的一篇论文中，与水轮理论有关。
科里奥利力是由在两点之间加速然后减速的流体粒子的惯性产生的。这种力会导致叠加在基本部件上的测量管轻微变形，并与质量流量成正比。传感器会捕捉到这种扭曲。由于测量管的振荡特性依赖于温度，因此连续测量温度，并对测量值进行相应的校正。

在双管科里奥利流量计中，流管将流量分成两个管。整个气流总是通过传感器，而两个振动管围绕两个固定的端点旋转，当质量流动时产生科里奥利效应。

机械仪表需要对单个等级的石油进行校准再校准，也称为仪表检定，每次测量不同的产品都是必要的。例如，假设一个设施今天从委内瑞拉处理原油，第二天从德克萨斯州处理原油。由于它们具有不同的流体基础，因此必须重新验证仪表，因为仪表的校准因子受各种流体条件，特别是密度的影响。托管系统操作员通常需要使用一个验证器来测量一批到另一批，对每一个不同的流体交易进行重新验证。这通常导致这些活动被外包，增加了运行设施的成本。

科里奥利流量计现在正在生产更大的尺寸，使其适用于石油和天然气应用。因为它们没有活动部件，所以很少需要维护。此外，与用于保管转移的机械仪表测量不同，必须使用压力和温度补偿进行校正，科里奥利仪表直接测量产品质量，与压力和温度无关。

科里奥利质量流量计直接质量流量测量是指一台流量计在一个测点上可以获得多个测量值，包括质量流量和质量总量、密度和浓度、体积流量和体积总量、温度等。

降低压降
压降的减小是机械流量计与科氏质量流量计的重要区别之一。将流体推过机械仪表，产生压降，这是不可恢复的，必须使用泵来克服，增加设备、电缆和系统的能源成本。

使用科里奥利质量流量计，将不会有额外的压降通过仪表。大多数仪表包括双管，唯一的压降是由分流到仪表内的两个管道造成的。使用直管科氏奥利流量计设计产生的永久压降比弯曲管品种更少。

准确度是科里奥利仪表提供的另一个好处。大多数使用机械式流量计的作业人员也使用独立的压力和温度仪表。如果机械流量计有0.5%的精度误差，压力表也有0.5%的精度误差，温度表有1%的精度误差。当这些值在流量校正器或计算机中组合时，整体计算错误率可能为2%或更高。由于每台仪器也会随着时间的推移而独立漂移，精度将进一步降低，可能会高达3%。科里奥利仪表的误差率仅为0.1%至0.2%，使其名义上的精度高5至10倍，与带有活动部件的设备相比，其长期漂移最小。

科里奥利仪表也更容易安装和维护。特别是对于测量滑块，可能必须适合相对较小的占地面积，直管科氏奥利仪表占用最小的空间与简单的工艺管道。此外，直管设计比弯曲管更容易清洁，弯曲管可能会在管上沉积。

最后一个好处是电子控制，它在操作性能方面提供了更大的灵活性。操作人员能够查看流体的所有情况，包括体积流量、质量流量、密度和温度。大多数都有多个输出选项，包括允许直接MODBUS查看所有参数的数字转换器。

炼油厂的选择
加拿大的一个炼油厂，通过一条5公里8英寸的管道生产精炼汽油、航空燃料和其他石油产品，船舶和仪表产品，该管道连接到加拿大的一条主要管道。必威官方登陆它需要测量离开工厂的产品和进入运输管道的产品，同时还需要一个密度读数。炼油厂通过一条生产线运送不同的产品，必须确认他们运送的是正必威官方登陆确的产品。

管道很大，现有位置的可用房地产有限。该公司不想进行大规模的改造，为仪表安装额外的结构支撑，同时还希望限制仪表的压降，以避免浪费能源，降低管道运行的能源成本。

考虑了各种类型的计量技术，包括超声波、涡流脱落和孔板流量计。我们选择了科里奥利质量流量计，部分原因是它可以通过单个设备测量流量和密度，从而可以将设备安装在有限的空间中。

设备操作人员评估了直管和弯管科里奥利的使用情况。两种仪表的成本相同，但直管仪表的安装成本较低。KROHNE公司生产的直管OPTIMASS 2000科里奥利流量计具有较低的安装成本，并具有较高的精度和线性度。此外，该设备的成本还包括现场启动支持。

炼油厂还利用了流量计的通信选项，通过笔记本电脑远程监控。仪表的传感器有自己的内置智能传感器接口和板上存储器，因此电子转换器/发射机可以直接与传感器进行数字通信。这两个安装的设备是远程隔离的，同时共享设备配置数据，因此如果传感器或发射器出现问题，技术人员可以独立更换其中一个，传感器校准文件或转换器参数可以从任何一个设备上传，增加了仪表的可靠性。


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