濕蒸汽流量計量與分配技術

  在蒸汽發生器出口蒸汽質量得到保證的前提下，注入注汽井蒸汽的流量多少在很大程度上影響著汽驅井組的產量。由于濕蒸汽的密度是溫度、壓力、干度的函數，其變化只與這3
個參數有關，要準確計算其流量就需要對這3 個參數進行補償。通過現場錄取的數據來看，蒸汽流量比水流量平均每小時低0.89 t。注汽鍋爐自用蒸汽霧化，干度取樣水及冷卻水每小時消耗約0.33 t，此差值實際為0.56 t。蒸汽流量計的額定壓力為17.2 MPa，額定溫度為350 ℃，流量范圍為0～23 t/h，流量誤差為4.3%。
1、計量方案
  稠油蒸汽驅技術被確定為主要的油田開發方式之一。在蒸汽發生器出口蒸汽質量得到保證的前提下，注入注汽井蒸汽的流量多少在很大程度上影響著汽驅井組的產量，這使得對單井注入蒸汽流量的測量十分重要，這屬于汽、水兩相流測量的問題。如何計量注汽單井的注汽量是稠油蒸汽驅的關鍵所在。
根據前期對蒸汽流量計的試驗結果，考慮蒸汽流量計的安裝位置在野外，模擬信號傳輸距離較遠，維護不便等諸多因素，確定蒸汽流量計采用高溫高壓智能一體化電容式渦街流量計及無線GPRS通訊方式。流量計由太陽能供電，瞬時流量、累積流量、介質溫度等信號通過GPRS傳送到儀表值班間的GPRS多路接收裝置上（遠程計量監控管理系統），實現對現場流量儀表諸多參數的監控與管理。
2、測量中溫度、壓力、干度的補償
  由于濕蒸汽的密度是溫度、壓力、干度的函數，其變化只與這3 個參數有關。要準確計算其流量就需要對這3 個參數進行補償。而飽和蒸汽中溫度與壓力是一一對應的關系，所以只需對這2 個參數中的1 個進行補償，這里選擇測量相對較容易的溫度進行補償。至于干度的補償，由于干度計量的成本較高，而且本項目中的干度變化范圍不太大（估計在60%～80%之間），所以把它作為一個可修改的定值處理，在儀表面板中可隨時進行修改；也可將干度計信號或數據接入二次表內進行逐點準確的補償，而且干度與密度的數學模型在熱力學中已成為一個準確公式，采用經過溫度、壓力、干度補償的V形錐體流量計進行精度測量可以滿足生產管理的需要。在所有各種節流式差壓流量計都使用同一形式的數學方程式，普遍適用的計算工況下實際流量的公式如式（1）、式（2） 所示。只是在確定尺寸和具體實現流量方面，各種節流式流量計有某些微小的差別。對于V 型內錐式節流裝置，在式
（1） 或式（2） 的流量計算公式中，應采用等效的開孔直徑和等效的β 值。

對于VNZ 流量計，應該用D2 -d2v取代以上兩式中的d2 。
對于VNZ 流量計應該用一個等效的β 值（βv）代入以上的式（1） 和（2） 取代原有的β 值。這個工況下等效的β 值即βv ，可按如下公式求出

式中D 為工況下測量管的內徑（m）； dv 為工況下尖錐體zui大橫截面處圓的直徑（m）； βv 為VNZ節流裝置的等效直徑比，無量綱。
可按下式計算dv

式中dv 和D 皆指在工況條件下的尺寸。與孔板（或噴嘴） 類同的節流件等效開孔直徑
dˊ=βv·D
測量管中的設計壓力可達4 或6 MPa。工作溫度可達到370 ℃或更高（如640 ℃）。在V 型內錐的下游能更好地實現流體的混合，它是一個良好的混合器。
3、現場應用
  從遼河油田現場試驗結果顯示，該流量計在不同工況下，儀表輸出頻率信號較為穩定，證明電容式渦街流量計適用于濕蒸汽瞬時流量和累計流量的測量。
通過現場錄取的數據來看，蒸汽流量比水流量平均每小時低0.89 t。注汽鍋爐自用蒸汽霧化，干度取樣水及冷卻水每小時消耗約0.33 t，此差值實際為0.56 t。蒸汽流量計的額定壓力為17.2 MPa，額定溫度為350 ℃，流量范圍為0～23 t/h，流量誤差為4.3%。電容式渦街流量計的安全性、準確性、耐用性、抗振性、密封等性能目前基本滿足錦45 塊蒸汽驅現場蒸汽計量的技術要求。錦45 塊*批工業化轉蒸汽驅共安裝65 套，通過現場錄取的數據來看，正負誤差在5％~3％，實現了人為定量控制注汽量。不用人工在現場抄錄數據，實現了遠程監控。