CN112302597A - 一种湿蒸汽计量装置 - Google Patents

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唐力壮
孙丽民
蔡潇
王超
王壑
齐丽萍
胡瑶
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Abstract

本发明公开了一种湿蒸汽计量装置，具有测量短管，测量短管的顶部装有全压取压管和静压取压管，静压取压管连有静压导管，全压取压管连有全压导管，还包括有第一差压变送器和流量积算仪，静压导管和全压导管的输出端分别与第一差压变送器的信号输入端相连，静压取压管的输出端装有压力变送器，测量短管上还装有温度传感器，还包括有第二差压变送器，测量短管的顶部和底部还分别连有顶部导压管和底部导压管，顶部导压管和底部导压管的信号输出端分别与第二差压变送器的信号输入端相连，第一、第二差压变送器、压力变送器及温度传感器的信号输出端分别与流量积算仪的信号输入端相连。本发明结构相对简单、紧凑，可测量出管道内湿蒸汽中的蒸汽干度。

Description

一种湿蒸汽计量装置
技术领域
本发明涉及一种湿蒸汽计量装置。
背景技术
稠油热驱是指针对稠油油田而采用的比较有效的方法，可以提高地层原油的温度、 降低原油的粘度, 从而增加地层油的流度比，增加采收率。稠油热驱可以采用注湿蒸汽（饱和蒸汽和饱和水混合）的方法，高温、高压的湿蒸汽通过管道进行输送。
通过管道输送高温、高压的湿蒸汽时需要测量管道内湿蒸汽的流量，现有技术中测量湿蒸汽的流量计量装置较多，但多数结构较为复杂。并且，湿蒸汽中的蒸汽干度影响着稠油热驱的效果，现有技术中没有可以测量湿蒸汽输送管道内蒸汽干度的测量装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构相对简单、紧凑，且可以测量出管道内湿蒸汽中蒸汽干度的湿蒸汽计量装置。
为解决上述技术问题，本发明一种湿蒸汽计量装置，具有测量短管，测量短管的顶部垂直装有全压取压管和静压取压管，静压取压管连通有静压导管，全压取压管连通有全压导管，还包括有第一差压变送器和流量积算仪，静压导管和全压导管的输出端分别与第一差压变送器的信号输入端相连，第一差压变送器的信号输出端与流量积算仪的信号输入端相连，所述静压取压管的输出端装有压力变送器，所述测量短管上还装有温度传感器，还包括有第二差压变送器，所述测量短管的顶部和底部还分别连通有顶部导压管和底部导压管，顶部导压管和底部导压管的信号输出端分别与第二差压变送器的信号输入端相连，第二差压变送器的信号输出端、压力变送器的信号输出端及温度传感器的信号输出端分别与所述流量积算仪的信号输入端相连。
本发明的湿蒸汽计量装置，使用时把测量短管的两端密封固定在被测量管路上，湿蒸汽在本发明中测量短管内流动时，全压导管和静压导管分别输出湿蒸汽的全压和静压信号，第一差压变送器可以将全压和静压的差压信号传送至流量积算仪内，在流量积算仪内用测量短管内流动着湿蒸汽的差压值，按流体力学原理可以积算出管道内湿蒸汽的流量；同时，本发明可以测量出湿蒸汽中的蒸汽干度，进而可以通过调节输汽管道内的蒸汽干度，达到更好的稠油热驱效果。本发明中的各结构件集成在一根测量短管上，结构相对简单、紧凑。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步地详细说明。
图1是本发明一种湿蒸汽计量装置的结构组成示意图。
图2是沿图1中A-A线的剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，本发明一种湿蒸汽计量装置，具有测量短管1，测量短管的顶部垂直装有全压取压管2和静压取压管3，全压取压管2的取压孔21伸至测量短管的中心位置，静压取压管3与测量短管的顶部相连通，静压取压管3连通有静压导管4，全压取压管2连通有全压导管5，还包括有第一差压变送器6和流量积算仪7，静压导管4和全压导管5的输出端分别与第一差压变送器6的信号输入端相连，第一差压变送器的信号输出端与流量积算仪7的信号输入端相连，所述静压取压管3的输出端装有压力变送器8，所述测量短管1上还装有用于测量该测量短管内介质温度的温度传感器9，还包括有第二差压变送器10，所述测量短管1的顶部和底部还分别连通有顶部导压管11和底部导压管12，顶部导压管11和底部导压管12的信号输出端分别与第二差压变送器10的信号输入端相连，第二差压变送器10的信号输出端、压力变送器8的信号输出端及温度传感器9的信号输出端分别与所述流量积算仪7的信号输入端相连。
本发明的湿蒸汽计量装置，使用时把测量短管的两端以焊接的方式装于被测量管路上，测量短管的内径尺寸需要与被测量管道的内径尺寸相一致，湿蒸汽在本发明中测量短管1内流动时，全压导管5和静压导管4分别输出测量短管内流动着的湿蒸汽的全压和静压信号，第一差压变送器6可以将全压和静压的差压信号传送至流量积算仪7内，在流量积算仪内用测量短管1内流动着湿蒸汽的差压值，按流体力学原理可以积算出管道内湿蒸汽的流量。
流量计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
上述公式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为湿蒸汽质量流量；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为流量系数，可通过标定得到
Figure DEST_PATH_IMAGE008
的数值；△P为第一差压变送器传送的差压值；
密度
Figure DEST_PATH_IMAGE010
是湿蒸汽的测量密度，依据以下公式可获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
式中，P为第二差压变送器10传送的差压值；g为常数，h为测量短管的内径尺寸。式中可计算得到
Figure DEST_PATH_IMAGE014
值。
在流量积算仪内可积算得到湿蒸汽的质量流量。
湿蒸汽中蒸汽干度的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
式中：A%为蒸汽干度；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
是湿蒸汽的测量密度，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为湿蒸汽中饱和水的密度，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为湿蒸汽中饱和蒸汽的密度，根据压力变送器8传送的压力值及温度传感器9传送的温度值，在流量积算仪内根据 IF97运算公式可以计算得到饱和蒸汽密度
Figure DEST_PATH_IMAGE024
和饱和水密度
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，因此可以计算得到蒸汽干度A%的值。
本发明中同时可以在流量积算仪内积算出饱和蒸汽的质量流量和饱和水的质量流量。
饱和蒸汽质量流量的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
饱和水质量流量的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE030

Claims (1)

1.一种湿蒸汽计量装置，其特征在于：具有测量短管（1），测量短管的顶部垂直装有全压取压管（2）和静压取压管（3），静压取压管连通有静压导管（4），全压取压管连通有全压导管（5），还包括有第一差压变送器（6）和流量积算仪（7），静压导管（4）和全压导管（5）的输出端分别与第一差压变送器（6）的信号输入端相连，第一差压变送器的信号输出端与流量积算仪（7）的信号输入端相连，所述静压取压管（3）的输出端装有压力变送器（8），所述测量短管（1）上还装有温度传感器（9），还包括有第二差压变送器（10），所述测量短管（1）的顶部和底部还分别连通有顶部导压管（11）和底部导压管（12），顶部导压管（11）和底部导压管（12）的信号输出端分别与第二差压变送器（10）的信号输入端相连，第二差压变送器（10）的信号输出端、压力变送器（8）的信号输出端及温度传感器（9）的信号输出端分别与所述流量积算仪（7）的信号输入端相连。
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