影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量準(zhǔn)確度的因素
影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量準(zhǔn)確度的因素
隨著我國天然氣工業(yè)的不斷發(fā)展, 天然氣流量計量既是天然氣供需雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù), 又是生產(chǎn)部門用氣效率的技術(shù)指標(biāo)。天然氣流量的準(zhǔn)確計量是與供需雙方經(jīng)濟效益密切相關(guān)的問題, 因此天然氣供需企業(yè)都很重視天然氣計量工作, 十分注意計量的準(zhǔn)確度。
20 世紀(jì)初, 標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計就應(yīng)用于天然氣流量測量, 目前已成為最主要的天然氣流量計。據(jù)統(tǒng)計, 目前在國外孔板流量計約占天然氣流量計的60% , 而在國內(nèi)占90% 以上?？装辶髁坑嫷闹饕攸c為結(jié)構(gòu)簡單, 加工安裝方便, 性能穩(wěn)定可靠, 使用期限長, 價格低廉等?？梢苑謩e由不同廠家生產(chǎn), 易于形成規(guī)模, 經(jīng)濟效益高, 各部分組合非常靈活, 但是孔板流量計也存在一些缺點, 主要包括輸出信號為模擬信號, 重復(fù)性不高, 測量范圍窄, 壓損大, 現(xiàn)場安裝條件要求高。針對標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計存在的問題, 分析影響測量準(zhǔn)確度的主要因素, 提出了提高標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量準(zhǔn)確度的具體措施。
影響標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量準(zhǔn)確度的因素
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計由標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置與測量差壓、溫度及相關(guān)參數(shù)的二次測量儀表、信號引線組成標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計計量系統(tǒng)組成。正常情況下, 測量準(zhǔn)確度能滿足SY/ T 6143 .. 1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計量方法》標(biāo)準(zhǔn)的要求。在實際計量工作中, 影響天然氣流量測量準(zhǔn)確度有以下幾種因素。
1、天然氣實際流動狀態(tài)對計量的影響根據(jù)SY/ T 6143 .. 1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計量方法》規(guī)定, 氣流通過節(jié)流裝置的流動必須是保持亞音速穩(wěn)定的或僅隨時間緩慢變化的單相牛頓流體。在氣流流經(jīng)孔板前, 其流束必須與管道軸線平行, 不得有旋轉(zhuǎn)流, 特別不適用于脈動流的流量測量。但是在現(xiàn)場使用中, 實際流動狀態(tài)根本達不到這種理想的實驗室的參比條件要求, 由于氣井產(chǎn)水、壓縮機的增壓、用戶不均勻用氣、輸氣管道中未設(shè)置集液器、聚集在管道低處的天然氣凝液不均勻流動、調(diào)壓閥性能不穩(wěn)、閥心彈動以及分離器放液閥的開關(guān)等干擾因素, 都會使計量管道中出現(xiàn)脈動流或渦流。從試驗中發(fā)現(xiàn), 在孔板上游40D 的直管段產(chǎn)生渦流, 會使流量值示值低9%。
2、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置偏離標(biāo)準(zhǔn)的影響
孔板流量計的流出系數(shù)C 是在上游直管段充分長的實驗室的參比條件下, 即孔板節(jié)流裝置在滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)下進行校準(zhǔn)標(biāo)定的, 應(yīng)做到幾何尺寸相似和流體力學(xué)相似, 才具有其計量的特性曲線。當(dāng)孔板前后的直管段長度、孔板和孔板夾持器未達到標(biāo)準(zhǔn)要求時, 特別是孔板入口直角尖銳度和測量管內(nèi)壁粗糙度達不到標(biāo)準(zhǔn)要求時, 都會引起氣流流態(tài)的畸變而使流出系數(shù)C 值改變, 從而影響流量計準(zhǔn)確度。據(jù)文獻[ 1] 可知, 對于小孔徑孔板, 入口邊緣只要有輕微的磨圓就會引起流量測量值5% 的負(fù)偏差, 嚴(yán)重磨蝕和中等沾污的孔板也會引起12% 的負(fù)偏差。
3、流量積算方法不當(dāng)對計量的影響
標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置與配置不同的二次測量儀表構(gòu)成不同的流量積算方法。采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量, 其流量值與天然氣組分、差壓、壓力、溫度等有關(guān)。流量測量系統(tǒng)未能嚴(yán)格按計量標(biāo)準(zhǔn)要求配置相應(yīng)的測量儀表, 流量積算時氣體壓力、溫度和天然氣組分的變化未能得到*補償, 從而造成流量計準(zhǔn)確度下降。
4、計量管理對計量的影響
由計量現(xiàn)場調(diào)查和歷年來的經(jīng)驗表明, 計量過程中沒有嚴(yán)格執(zhí)行計量管理規(guī)程中要求定期維修和檢驗, 會造成計量準(zhǔn)確度下降。如節(jié)流裝置沒有定期地進行檢查清洗, 孔板取壓裝置嚴(yán)重污染, 孔板迎流面污物堆積, 使計量結(jié)果偏低, 附加誤差無法估計; 計量旁路管道閥門內(nèi)漏, 使計量值偏低; 計量檢測器具使用和維護不當(dāng), 造成測量參數(shù)的附加誤差等。同時在流量各參數(shù)的測量和計算過程中有意或無意地滲進了人為因素, 造成不同程度的傾向性計量, 在校準(zhǔn)、取值和計算過程中都向已方有利方面傾斜, 這無形中擴大了流量測量的不確定度。
