孔板流量計(jì)在計(jì)量中存在的問(wèn)題
孔板流量計(jì)計(jì)量中存在的問(wèn)題
孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)易于復(fù)制, 簡(jiǎn)單牢固, 性能穩(wěn)定可靠, 使用期限長(zhǎng), 價(jià)格低廉等。整套流量計(jì)由節(jié)流裝置, 差壓變送器和流量顯示儀( 或流量計(jì)算機(jī)) 組成。它們可以分別由不同廠家生產(chǎn), 易于形成規(guī)模生產(chǎn), 各部分組合非常靈活。對(duì)于孔板流量計(jì), 節(jié)流裝置與差壓變送器及其連接部分引壓管線是使用維護(hù)的重點(diǎn)。..天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法.. ( SY/ 6143 .. 1996) 中指出, 天然氣從地層中開(kāi)采出來(lái), 雖經(jīng)過(guò)凈化, 因其所含成分復(fù)雜, 從單井計(jì)算, 集氣計(jì)量到配氣計(jì)量, 氣體組分各不相同, 所以節(jié)流裝置在使用中所受到的腐蝕也各不相同。特別對(duì)孔板直角入口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的沖刷、腐蝕尤為嚴(yán)重, 這將影響孔板直角入口邊緣圓弧半徑r 和測(cè)量管內(nèi)壁的相對(duì)粗糙度k / d 的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn), 同時(shí)流出系數(shù)c 將發(fā)生變化, 流量測(cè)量不確定度超出估計(jì)數(shù)。
被測(cè)流體特性的影響
天然氣的性質(zhì), 會(huì)隨著外界環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化, 從而影響流量計(jì)的測(cè)量精確度。對(duì)于天然氣的測(cè)量, 必須首先確定天然氣的工作溫度和壓力, 因?yàn)橥饨鐪囟鹊淖兓? 會(huì)使天然氣本身的壓力和溫度也發(fā)生變化, 都有可能造成過(guò)大的密度變化和壓縮系數(shù)變化。低密度氣體對(duì)某些測(cè)量方法呈現(xiàn)困難, 此時(shí)就要改變所選擇的測(cè)量方法, 或者作溫度和( 或) 壓力修正, 以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。因此在評(píng)估流量計(jì)的適應(yīng)性時(shí), 要掌握氣體的溫度.. 粘度特性。在礦場(chǎng)計(jì)量中或測(cè)量含有雜質(zhì)的天然氣時(shí), 雜質(zhì)會(huì)腐蝕儀表接觸件, 使接觸表面結(jié)垢或析出結(jié)晶, 這將減少活動(dòng)部件間隙, 從而改變流量計(jì)使用性能參數(shù), 降低敏感元件的靈敏度或測(cè)量性能, 影響計(jì)量準(zhǔn)確度。對(duì)于油田濕氣, 溫度降低時(shí)有水凝結(jié); 分離不凈的濕氣屬于臟污介質(zhì); 間斷計(jì)量, 將有油、水沉積在管線內(nèi): 它們屬于多組分流動(dòng), 計(jì)量時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待[ 1]。經(jīng)驗(yàn)表明, 單相通用流量?jī)x表用于多組分或多相流體, 測(cè)量性能會(huì)改變。單相流動(dòng)的氣體有時(shí)也會(huì)呈現(xiàn)出雙相, 儀表就可能不適應(yīng)。測(cè)量氣液雙相流體時(shí)盡可能采用分離后分相測(cè)量, 以保證最小測(cè)量不確定度, 然而對(duì)于有些場(chǎng)合這種方法不切實(shí)可行或不符合要求。
儀表性能的影響
孔板流量計(jì)本身引起的誤差主要有: 孔板入口直角銳利度; 管徑尺寸與計(jì)算不符; 孔板厚度誤差; 節(jié)流件附件產(chǎn)生臺(tái)階、偏心; 孔板上游端面平度; 環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺(tái)階、偏心; 取壓位置; 焊接、焊縫突出; 取壓孔加工不規(guī)范或堵塞; 節(jié)流件不同軸度等等。這些因素都有可能影響孔板的重復(fù)性。而精確度除取決于重復(fù)性外, 還與量值標(biāo)定系統(tǒng)有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中, 儀表優(yōu)良的重復(fù)性被許多因素包括流體粘度、密度等的變化所干擾, 都會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確度。若儀表輸出特性是非線性的, 則這種影響更為突出。大部分流量?jī)x表的非線性誤差不列出單獨(dú)指標(biāo), 而包含在基本誤差內(nèi)。然而對(duì)于寬流量范圍, 脈沖輸出用作總量積算的儀表, 線性度是一個(gè)重要指標(biāo), 使有可能在流量范圍內(nèi)用同一個(gè)儀表常數(shù), 線性度差就要降低儀表精確度。在脈動(dòng)流動(dòng)場(chǎng)所, 應(yīng)注意儀表對(duì)流動(dòng)階躍變化的響應(yīng)。有些使用場(chǎng)所要求儀表輸出跟隨流動(dòng)變化, 而另一些為獲得綜合平均只要求有較慢響應(yīng)的輸出。瞬態(tài)響應(yīng)常以時(shí)間常數(shù)或響應(yīng)頻率表示, 其值前者從幾毫秒到幾秒, 后者在數(shù)百赫茲以下, 配用顯示儀表可能相當(dāng)大地延長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間。Red medloc 認(rèn)為儀表的流量上升和下降動(dòng)態(tài)響應(yīng)不對(duì)稱(chēng)會(huì)急劇增加測(cè)量誤差。
流量計(jì)安裝的影響
管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的。天然氣流量計(jì)在安裝時(shí)首先應(yīng)考慮管道的布置和天然氣的流動(dòng)方向, 有些雖然是能雙向工作的儀表, 在安裝時(shí)也要考慮正向和反向之間測(cè)量性能是否存在差異。并且許多現(xiàn)場(chǎng)不能滿(mǎn)足孔板流量計(jì)直管段要求的長(zhǎng)度。大部分流量計(jì)儀表或多或少會(huì)受進(jìn)口流動(dòng)狀況的影響, 因而必須保證良好流動(dòng)狀況。輸送管道上
安裝的定排量泵、往復(fù)式壓縮機(jī)、振蕩著的閥等都是常見(jiàn)的脈動(dòng)源, 上游管道布置阻流件會(huì)引起流動(dòng)擾動(dòng), 另外管道直徑上和方向上的急劇改變等, 都會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)。因此應(yīng)考慮在儀表前后管道安裝支撐件。雖然脈動(dòng)緩沖器可清除或減小泵或壓縮機(jī)的影響, 然而流量計(jì)還是盡可能避開(kāi)振動(dòng)或振動(dòng)源為好[ 2] 。流量計(jì)的信號(hào)輸出顯示有流量、總量、平均流速、點(diǎn)流速幾種, 亦可分為模擬量和脈沖量。目前大部分儀表系統(tǒng), 在儀表上或其附近結(jié)合著電子設(shè)備。儀表( 設(shè)備) 的輸出信號(hào)容易受大功率電源影響, 大功率電源不僅會(huì)使儀表輸出脈沖波動(dòng), 還會(huì)影響儀表工作性能。因此電氣連接應(yīng)有抗雜散電平干擾的能力, 并且信號(hào)電纜應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離電力電纜和電力源, 將電磁干擾和射頻干擾降至水平。另外流量計(jì)的安裝除了考慮以上的幾點(diǎn)因素, 有時(shí)安裝還取決于流體物性。
環(huán)境條件方面的影響
雖然流量計(jì)正確安裝能正常使用, 但使用環(huán)境條件等發(fā)生了改變, 也會(huì)改變流量計(jì)測(cè)量結(jié)果。例如: 環(huán)境或介質(zhì)溫度的急劇變化引起濕度方面的問(wèn)題。儀表的電子部件和某些儀表流量檢測(cè)部分亦會(huì)受環(huán)境溫度變化影響。同時(shí)影響孔板流量計(jì)計(jì)量的因素還有氣體雷諾數(shù)范圍不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 管道粗糙度影響, 管道粗糙度增加, 管道粗糙度變化不定等等。
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