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孔板流量計(jì)應(yīng)用于天然氣計(jì)量時(shí)的誤差分析

來(lái)源:本站發(fā)布日期:2016-07-15 23:57:40|分享加入收藏關(guān)注:0
天然氣作為一種清潔、高能效的燃料,在各種工業(yè)和民用環(huán)境中都有良好的應(yīng)用前景,對(duì)于天然氣的流量測(cè)量和貿(mào)易計(jì)量中,目前使用量的仍然是孔板流量計(jì), 不過(guò)近年來(lái)其它類(lèi)型的流量計(jì),比如渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的市場(chǎng)點(diǎn)有率也在逐年提高。通常孔板流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度能夠滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求,它由節(jié)流裝 置、導(dǎo)壓管、差壓計(jì)、壓力計(jì)和溫度計(jì)等組成。但在實(shí)際工作中,由于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,參數(shù)選擇不當(dāng),用戶(hù)負(fù)荷變化,人工取值 不準(zhǔn)等原因,都不同程度地影響著流量測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此,找出孔板流量計(jì)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因及解決辦法是關(guān)系到計(jì)量準(zhǔn)確的重要工作。通過(guò)對(duì)孔板節(jié)流裝置測(cè) 量原理、安裝要求、儀表的選擇等因素的分析,指出影響孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的根本因素是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動(dòng)狀態(tài)是否偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。只有使流量計(jì)在正 確的工況下運(yùn)行,才能減少計(jì)量誤差,確保計(jì)量準(zhǔn)確度。
 
1 節(jié)流裝置對(duì)測(cè)量不同的影響
 
1.1 孔板制造及安裝
采用孔板流量計(jì)時(shí),對(duì)孔板加工的技術(shù)要求十分嚴(yán)格,符合標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定,否則,會(huì)給天然氣流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。
(1)孔板偏心:實(shí)驗(yàn)表明,孔板偏心引起的計(jì)量誤差一般在2%以?xún)?nèi),孔徑比β值愈高,偏心率影響愈大,所以,應(yīng)避免采用β值高的孔板。
(2)孔板彎曲:由于安裝或維修不當(dāng),使孔板發(fā)生彎曲或變形,導(dǎo)致流量測(cè)量誤差較大。在法蘭取壓的孔板上進(jìn)行測(cè)試結(jié)果,孔板彎曲產(chǎn)生的誤差約為3.5%。
(3)節(jié)流裝置內(nèi)突出物:節(jié)流裝置中伸入管內(nèi)的墊片、焊縫等也會(huì)使流量測(cè)量產(chǎn)生一定的誤差,誤差大小與突出物的位置、孔板與突出物的距離以及突出高度有 關(guān)。試驗(yàn)證明,當(dāng)β=0.7,突出物體位于孔板上游2倍管徑處時(shí),產(chǎn)生的誤差;若突出物位于上游孔板處,誤差為16%~50%,若將突出物位于孔板下 游時(shí),對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響要小些。
 
1.2 提高計(jì)量準(zhǔn)確度途徑
(1)管道要求:標(biāo)準(zhǔn)對(duì)計(jì)量管長(zhǎng)度、直管、圓度和內(nèi)表面粗糙度等都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。當(dāng)計(jì)量管小長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),會(huì)給流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)偏差,其大小與孔徑比β和雷諾數(shù)有關(guān),所以在孔板前面的直管上安裝整流器,才能保證計(jì)量準(zhǔn)確度。
(2)安裝要求:孔板入口端面與管道軸線(xiàn)垂直,其偏差不能超過(guò)1度。安裝孔板時(shí)要注意裝入管道的方向,嚴(yán)禁反裝,符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同軸度公差的要求。 法蘭、孔板與取壓裝置之間的密封墊片厚度不得大于0.03D。墊片的安裝不得突入直管段內(nèi)或取壓裝置內(nèi)腔,不得擋住取壓口及引起取壓位置的改變。新建站場(chǎng) 在管道吹掃并運(yùn)行幾天后,再將孔板安裝到節(jié)流裝置上,以免孔板被氣體中的液、固體雜質(zhì)損傷或污染。
2 正確地時(shí)行儀表的選擇
要正確選擇與使用差壓計(jì),差壓計(jì)量程過(guò)大,流量較小,差壓計(jì)工作在30%以下,會(huì)大大降低流量測(cè)量準(zhǔn)確度,當(dāng)計(jì)量流量減小后,要及時(shí)更換差壓計(jì)的量程彈簧或孔板規(guī)格,否則,差壓誤差會(huì)成倍增加。
 在選擇儀表差壓值時(shí),既要考慮孔徑比β,又要使經(jīng)過(guò)孔板壓力損失后的壓力能滿(mǎn)足需要。法蘭取壓β值應(yīng)在0.15~0.7之間,這樣既可保證計(jì)量準(zhǔn)確度,又可以減少壓力損失。
 
3 管道中脈動(dòng)流對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響
(1)脈動(dòng)流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化,造成脈動(dòng)流,它能引起差壓的波動(dòng),使記錄曲線(xiàn)變成一個(gè)寬帶。①天然氣井若為氣水同產(chǎn),這些井的 計(jì)量差壓均發(fā)生波動(dòng);②長(zhǎng)輸管道或氣田管道積液造成計(jì)量差壓波動(dòng);③天然氣壓縮機(jī)的使用使計(jì)量差壓發(fā)生波動(dòng);④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動(dòng);⑤用戶(hù) 用氣不均衡,氣量在瞬間發(fā)生急劇變化,供氣調(diào)壓閥突然開(kāi)大或關(guān)小也會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。
 
(2)抑制脈動(dòng)流的方法。①消除或遠(yuǎn)離脈動(dòng)源:采取控水采氣;采用高效分離器,加強(qiáng)氣水分離;對(duì)積存在計(jì)量管段、導(dǎo)壓管、流量計(jì)高低壓波紋管室中及管道中 的凝析液應(yīng)及時(shí)吹掃或清管。②控制計(jì)量管段下流閥:實(shí)踐證明,控制下流閥對(duì)各類(lèi)脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)都有抑制作用。③加裝緩沖罐:可在測(cè)量管段前加裝緩沖 罐,可儲(chǔ)存和釋放氣體的能量,有效地平抑各種脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng),也可設(shè)置專(zhuān)門(mén)的脈動(dòng)衰減器。④提高差壓和孔徑比β:對(duì)于同一條計(jì)量管道,若要提高差 壓,就要降低孔板直徑,使孔徑比β降低,為了使差壓和孔徑終都提高,相應(yīng)減小計(jì)量管管徑。⑤安裝調(diào)壓閥:在測(cè)量點(diǎn)前入口處加裝調(diào)壓閥,穩(wěn)定輸出壓力, 可有效地減少脈動(dòng)現(xiàn)象對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響。
 
4 本文結(jié)語(yǔ)
影響孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的根本原因是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動(dòng)狀態(tài)是否偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此,在實(shí)際使用中,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求定期對(duì)節(jié)流裝置、孔板、雙波紋差壓計(jì)進(jìn)行檢查和調(diào)校,這樣才能減少計(jì)量誤差,確保計(jì)量準(zhǔn)確度。

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