[发明专利]双差压湿气流量在线测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿气流量在线监测装置，尤其是一种文丘里与纺锤体双差压湿气流量在线测量装置及方法。

背景技术

目前市场上存在的流量计多为单相流体测量流量计，湿气两相流量在线测量的流量计种类少且价格昂贵。差压流量计性能稳定且成本较低，应用领域较为广泛。在差压法流量测量模型中，流量是管道尺寸、流体物性及流量计差压等的函数。双差压流量计主要由前后两个差压流量计组成，在双差压湿气流量在线测量模型中，两相流量是管道尺寸、流体物性、两个差压流量计的差压等的函数。在实际测量过程中，已知管道尺寸和流体物性，通过在线测量获取流管道压力、两个流量计各自的差压，换算出湿气的两相流量。当前存在的双差压湿气流量在线测量装置主要采用文丘里和孔板流量计的组合，或者文丘里和V锥流量计的组合。其中孔板流量计的流动阻力较大，增加了流动压降，对管道的湿气运输不利。同时，已存在的双差压组合流量计中文丘里放在后面，而前置的孔板或V锥对下游流场的扰动较大，不利于组合流量计安装区域的流场稳定性保持，进而影响到后置文丘里流量计的测量性能。故需要在保持双差压流量计测量性能稳定性的同时，尽量减小双流量计造成的管道流动阻力损失。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种双差压湿气流量在线测量装置，本发明采用如下技术方案：

双差压湿气流量在线测量装置，包括上游的文丘里流量计、下游的纺锤体流量计及处理器，文丘里流量计和纺锤体流量计的相对端通过法兰连接，文丘里流量计和纺锤体流量计分别连接处理器；

文丘里流量计的入口位置和喉部位置分别设有压力采集点，文丘里流量计采集前后两个压力值P1和P2，其中，文丘流量计里入口位置的压力P1为管道的压力；

纺锤体流量计的上游和追尾位置分别设置有压力采集点，纺锤体流量计采集前后两个压力值P3和P4；

采集的压力值P1、P2、P3和P4传递到处理器中，处理器中存有湿气两相流量测量模型，根据输入的参数在线输出气液两相各自的流量。

进一步地，所述文丘里流量计的另一端通过法兰与被测管道连接，纺锤体流量计的另一端通过法兰与被测管道连接，管道内的湿气两相流体流出经过文丘里流量计、纺锤体流量计再回到管道中。

进一步地，所述处理器设有用于输入基本物理量信息的人机交互界面。

根据上述双差压湿气流量在线测量装置的在线监测方法，采用如下步骤：

(1)由人机交互界面输入管道内径D、流量计的节流比β、气相密度ρ_g、液相密度ρ_l，连接好数据接口，由装置自动测量采集信息即可完成标定；

(2)获取每个流量计的两相流量系数C_m与X_LM的关系式：

Cm=mg+mlmtpc]]>①

其中，m_g为气相质量流量，m_l为液相质量流量，

X_LM为液相含量的大小：

XLM=mlmgρgρl]]>②

C_m与X_LM成近似线性关系：

C_m＝aX_LM+b③