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關(guān)于溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)的產(chǎn)生誤差原因及日常維護(hù)要點(diǎn)
點(diǎn)擊次數(shù):2277 發(fā)布時(shí)間:2021-01-07 15:27:19
一、引言
1.溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)計(jì)量?jī)x表選型
溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管路系統(tǒng)、差壓計(jì)組成,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易,安裝、使用和維護(hù)方便,可靠性高等特點(diǎn)。一般正常情況下,其測(cè)量準(zhǔn)確度能滿足GB /T 2624-1993(流量測(cè)量節(jié)流裝置用孔板、噴嘴和文丘里管測(cè)量充滿圓管的流體流量(替代GB 2624-1981))和石油部SYL 04-1983(天然氣流量測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法,升級(jí)為SY/T 6143-1996)標(biāo)準(zhǔn)的要求。使用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)時(shí)各計(jì)量點(diǎn)的主要區(qū)別在于二次儀表的選型配制,*常見(jiàn)的有兩種類型:一是采用雙波紋管差壓計(jì)記錄靜壓、差壓,求出靜壓和差壓的全天平均值,玻璃棒溫度計(jì)測(cè)量溫度,人工采樣的平均值作為溫度值;二是差壓變送器與溫度、壓力變送器加智能計(jì)算儀,實(shí)現(xiàn)天然氣流量測(cè)量和計(jì)算的自動(dòng)控制及管理。雙波紋管差壓、靜壓記錄儀和玻璃棒溫度計(jì)是機(jī)械式熱工儀表,準(zhǔn)確度差;并且需要人工求積來(lái)計(jì)算小時(shí)、日平均值、累積值,人為涉及的因素太多,天然氣的流量計(jì)算無(wú)法嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行;而智能變送器則可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)積算,完全符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法。
2.溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)
溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)按照是否可以帶壓更換孔板,分為一體式溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)和高級(jí)溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)(高級(jí)孔板閥)。優(yōu)點(diǎn):原理簡(jiǎn)明,應(yīng)用技術(shù)成熟,容易掌握;適應(yīng)性強(qiáng),更換孔板即可實(shí)現(xiàn)不同流量的測(cè)量;性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng);孔板為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件,標(biāo)定方便簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):量程比小,一般為3:1-5:1;壓力損失較大;計(jì)量準(zhǔn)確度受影響因素較多;前后直管段要求長(zhǎng),占地面積大。
三、引起孔板計(jì)誤差的主要因素
1.計(jì)量?jī)x表誤差
采用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì),對(duì)孔板加工的技術(shù)要求十分嚴(yán)格,必須符合GB 2624-1981或SY/1' 6143-2003(用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量天然氣流量)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)很大的誤差??装宓钠暮蛷澢强装宓闹圃彀惭b和使用中影響計(jì)量?jī)x表精度的主要因素,有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,孔板彎曲造成的*大誤差為3.5%??装灏惭b盡管安裝規(guī)范一般都能夠掌握,但有些細(xì)節(jié)往往沒(méi)有引起重視,導(dǎo)致較大的計(jì)量誤差。如密封墊片內(nèi)孔未按環(huán)室尺寸加工,墊片伸出環(huán)室,干擾流體穩(wěn)定流動(dòng):導(dǎo)壓管走向不合理,差壓無(wú)法順利傳導(dǎo);平衡器安裝水平精度低,直接產(chǎn)生計(jì)量誤差等。
2.節(jié)流裝置的突出物
節(jié)流裝置中伸人管內(nèi)的墊片、焊縫等也會(huì)引起測(cè)量誤差,誤差大小與突出物位置、孔板與突出物的距離以及突出等有關(guān)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)?shù)?0.7,突出物位于孔板上游管徑2倍時(shí),產(chǎn)生誤差*大;若突出物位于孔板上游處,誤差為16%-50%。若位于下游,則對(duì)計(jì)量精度的影響相對(duì)較小。
3.使用條件變化引起的誤差
這種誤差主要是由脈動(dòng)流現(xiàn)象和超量程、流程頻繁波動(dòng)問(wèn)題引起的。管道中氣體流速和壓力發(fā)生突然變化,造成脈動(dòng)流,引起差壓波動(dòng),當(dāng)節(jié)流裝置上出現(xiàn)明顯的脈動(dòng)流時(shí),計(jì)量可能產(chǎn)生較大誤差,有關(guān)文獻(xiàn)指出脈動(dòng)流引起的誤差*大可達(dá)20%-30%。此外,由于小用戶用氣不均衡,氣量瞬間發(fā)生急劇變化,都會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。超量程問(wèn)題大多數(shù)是由于季節(jié)不同,用量發(fā)生變化引起的,冬天時(shí)流量大,夏天時(shí)流量小,有可能超過(guò)所選儀表的量程,從而引起誤差。同時(shí),城市用氣而無(wú)調(diào)峰設(shè)施的計(jì)量裝置,當(dāng)流量**間頻繁波動(dòng)時(shí),將會(huì)直接影響對(duì)天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確度
4.氣質(zhì)條件引起的誤差
天然氣從地層中采出來(lái),雖然經(jīng)過(guò)分離、除塵或過(guò)濾,但由于處理不徹底或集氣管網(wǎng)和輸氣干線內(nèi)腐蝕物的影響,使得天然氣中混有少量的液體或固體雜質(zhì),這些雜質(zhì)易聚集在孔板截面收縮、流速突變的孔口銳邊上,而溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)對(duì)孔板銳邊、截面及流線的變化非常的敏感。此外,天然氣中的雜質(zhì)還會(huì)對(duì)孔板產(chǎn)生沖刷和腐蝕,特別是對(duì)孔板直角入口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的沖刷腐蝕特別嚴(yán)重,這將影響到孔板直角人口邊緣圓弧半徑和測(cè)量管內(nèi)壁相對(duì)粗糙的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),孔板流出系數(shù)也將發(fā)生變化,使測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)不到要求。天然氣的含水量也對(duì)天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度有著很大的影響。美國(guó)雪佛龍公司和科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)站用注水后的溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量得到了:①用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量氣體流量,當(dāng)氣體中央帶少量液體時(shí),流量測(cè)量不確定度偏高,測(cè)量的濕氣流量隨刀的增加而減少,在月比為0 .7時(shí),測(cè)得的流量偏差為一1.7%;②當(dāng)夾帶少量液體時(shí),在月比為0.5時(shí),表明孔板性能較好,但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出,以獲得*佳的計(jì)量性能;③用舊的溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量濕氣,流量計(jì)量值將降低3%0
5.其他引起的誤差
其他誤差因素有管道泄露、人為破壞、管理不嚴(yán)、不合理的積算和取值方法、計(jì)量工況偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件。計(jì)算方法本身不合理,對(duì)溫度、壓力、氣體組成的變化沒(méi)有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)龋彩且鹛烊粴庥?jì)量誤差的原因。特別是管道泄漏引起的誤差也相當(dāng)大。例如,節(jié)流裝置前后的差壓一般都很小(0-60 kPa),管道壓力往往是它的幾十倍,如發(fā)生導(dǎo)壓管泄漏或堵塞,不僅給計(jì)量帶來(lái)誤差,而且會(huì)損壞差壓變送器。輸氣系統(tǒng)的泄漏有3種類型:偶然性泄漏、長(zhǎng)期性泄漏和普通運(yùn)行泄漏。偶然性泄漏是指由于輸氣系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的腐蝕和輸配設(shè)備安裝不當(dāng)或設(shè)備發(fā)生故障所導(dǎo)致的泄漏。長(zhǎng)期性泄漏是由于輸配氣站本身工藝設(shè)計(jì)的不合理或設(shè)備質(zhì)量不好導(dǎo)致的泄漏。普通運(yùn)行泄漏是指由于某些站場(chǎng)管部件本身設(shè)計(jì)不當(dāng)造成腐蝕從而引發(fā)的泄漏,輸氣系統(tǒng)的泄漏絕大部分屬于偶然性泄漏。造成輸氣系統(tǒng)發(fā)生泄漏的主要原因包括:輸氣管道和部件長(zhǎng)期暴露于酸性氣體環(huán)境中,造成硫化氫腐蝕;天然氣中的HAS , CO:等酸性氣體和HZO ,O:等組分達(dá)不到輸氣系統(tǒng)對(duì)氣質(zhì)的要求造成輸氣管道和部件內(nèi)壁腐蝕;輸氣管道制管質(zhì)量差導(dǎo)致管道螺旋焊縫的斷裂;輸氣管道和部件安裝和焊接質(zhì)量差導(dǎo)致管道環(huán)行焊縫和管、件之間焊縫的斷裂等等。
四、消除計(jì)f誤差的改進(jìn)措施
I.孔板加工及安裝
嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工孔板,正確安裝,合理選擇壓差量程嚴(yán)格按照GB 2624-1981或SY/Y 6143-1996標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定加工孔板??装骞?jié)流裝置在使用前的安裝中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì),根據(jù)孔板前阻力件形式配接足夠長(zhǎng)度的直管段,一般應(yīng)至少前30D。當(dāng)場(chǎng)地不允許時(shí),必須在孔板前的直管段上安裝整流器??装迦丝诙嗣姹仨毰c管道線垂直,其偏差不能超過(guò)10。安裝時(shí)孔板嚴(yán)禁反向,要正確使用和選擇壓差計(jì),當(dāng)壓差計(jì)工作量程在30%以下時(shí),必須及時(shí)更換壓差計(jì)的量程或孔板規(guī)格。法蘭取壓時(shí)日值應(yīng)在0.2-0.75,角接取壓時(shí)R值應(yīng)在0.4-0.60
2.氣流脈動(dòng)誤差消除
消除脈動(dòng)流,減小脈動(dòng)影響,合理解決超量可以采用以下方法消除脈動(dòng)流,減小脈動(dòng)流的影響。
(I)采用分離除塵器加強(qiáng)氣水分離;從管線中除去游離液體,及時(shí)吹掃排出管道內(nèi)積液,確保天然氣計(jì)量準(zhǔn)確性。
(2)控制計(jì)量管段下流閥。實(shí)踐證明,控制下流閥能有效的抑制脈動(dòng)流,同時(shí)對(duì)各類脈動(dòng)源引起的壓差波動(dòng)都有抑制作用。
(3)加裝緩沖罐或設(shè)置專門脈動(dòng)消減器,抑制脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng);提高差壓和孔徑比;安裝調(diào)壓閥穩(wěn)定輸出壓力,從而減小脈動(dòng)對(duì)計(jì)量的影響。
(4)在滿足計(jì)量能力的條件下,應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的測(cè)量管,使如 .R在比較高的雷諾數(shù)下運(yùn)行。
(5)采用短引壓管線,盡量減少引壓管線系統(tǒng)中的阻力件,并使上下游管線長(zhǎng)度相等,以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅的增加。
五、孔板計(jì)f參數(shù)的上傳及流f計(jì)算
以陜西省天然氣公司靖邊壓氣站為例,現(xiàn)場(chǎng)安裝孔板閥,差壓變送器,溫度變送器,壓力變送器。控制室內(nèi)站控PLC系統(tǒng)有專用的計(jì)量模塊,可讀取其他模擬量模板采集的流量相關(guān)參數(shù),包括差壓、壓力、溫度,完成對(duì)流量的計(jì)算,溫度壓力補(bǔ)償,這種方式在控制成本的同時(shí)可保證一定的精度;控制室內(nèi)有1746系列PLC,模擬量采集模板1746-NI8負(fù)責(zé)采集差壓、壓力、溫度。MV146-AFC流量計(jì)算機(jī)模板,支持8路流量計(jì)量,流量累積。PLC處理器將I/O模板采集的差壓、壓力、溫度數(shù)據(jù)通過(guò)槽架背板傳給MV146-AFC,完成流量的計(jì)算后再通過(guò)背板將結(jié)果傳給處理器,供PLC邏輯程序使用、工控機(jī)顯示或上傳SCADA系統(tǒng)。
六、溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)日常管理
(1)加強(qiáng)日常管理,對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理修正在日常生產(chǎn)中應(yīng)定期對(duì)孔板進(jìn)行清潔、維修或撤換并且對(duì)測(cè)量流量進(jìn)行修正。在溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)日常使用過(guò)程中,要確保準(zhǔn)確的計(jì)量,應(yīng)至少每月一次清洗檢測(cè)孔板、檢查儀表零點(diǎn)、儀表D/A轉(zhuǎn)換通道、核對(duì)流量計(jì)算程序,對(duì)有坑蝕及劃痕的孔板應(yīng)及時(shí)更換。從節(jié)流裝置不確定度的計(jì)算公式可以看出,天然氣的壓力、密度、溫度和壓縮系數(shù)的變化將直接影響到測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此,應(yīng)該選擇合適的儀表來(lái)測(cè)量天然氣的壓力、密度、溫度等特性參數(shù)。
(2)溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量范圍一般為3.5:1,而實(shí)際工況并不都在此范圍,一旦超過(guò)測(cè)量范圍,必將引起測(cè)量誤差??装宀顗鹤兯推鞑顗悍秶鷳?yīng)控制在其量程的10%以內(nèi),例如,差壓變送器量程為0-60 kPa,日常計(jì)量中差壓工作范圍應(yīng)保持在6 kPa-54 kPa,如超出該量程范圍將影響計(jì)量精度。
(3)根據(jù)場(chǎng)站下游用戶用氣量的不斷變化,提前加工制作不同規(guī)格孔板,每塊孔板都可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)流量范圍,場(chǎng)站可根據(jù)氣量變化及時(shí)更換孔板。以此實(shí)現(xiàn)節(jié)流裝置產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,有利于提高節(jié)流裝置計(jì)量的準(zhǔn)確度。
(4)定期檢查孔板導(dǎo)壓管是否存在銹蝕,觀察導(dǎo)壓管是否有堵塞、泄漏等現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)立即整改,以確保計(jì)量精度。
(5)場(chǎng)站值班人員定期檢查溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)的差壓、壓力、溫度變送器現(xiàn)場(chǎng)工作是否正常,控制室上傳參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)顯示是否一致,孔板瞬時(shí)流量是否穩(wěn)定等。這些都是影響孔板計(jì)量精度的主要因素。
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根據(jù)渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分類為一體式渦街流量計(jì)和分體式渦街流量計(jì)兩種。法蘭卡裝渦街流量計(jì)。
一體式渦街流量計(jì)是集流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和顯示儀于一體的渦街流量計(jì),具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能,自帶3.6V高能電池或24VDC(通常在需要脈沖信號(hào)輸出、二線制4~20mADC輸出或RS485通訊時(shí)采用)供電,就地液晶顯示介質(zhì)溫度(℃)、工作壓力(MPa)、瞬時(shí)標(biāo)況體積流量(m3/h)和累計(jì)標(biāo)況體積流量(m3)。
分體式渦街流量計(jì)由流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和智能流量顯示積算儀四部分組成,具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能,由智能流量顯示積算儀遠(yuǎn)程顯示介質(zhì)溫度(℃)、工作壓力(MPa)、瞬時(shí)標(biāo)況體積流量(m3/h)和累計(jì)標(biāo)況體積流量(m3)。
當(dāng)只要求測(cè)量工況體積流量時(shí)(我們將其定義為簡(jiǎn)配型,通常適用于介質(zhì)溫度和工作壓力基本恒定的場(chǎng)合),無(wú)論是一體式還是分體式,均不具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能,也無(wú)溫度傳感器和壓力傳感器的配置,此時(shí)只顯示瞬時(shí)工況體積流量(m3/h)和累計(jì)工況體積流量(m3)。
二、溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)的選型及優(yōu)缺點(diǎn) 1.溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)計(jì)量?jī)x表選型
溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管路系統(tǒng)、差壓計(jì)組成,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易,安裝、使用和維護(hù)方便,可靠性高等特點(diǎn)。一般正常情況下,其測(cè)量準(zhǔn)確度能滿足GB /T 2624-1993(流量測(cè)量節(jié)流裝置用孔板、噴嘴和文丘里管測(cè)量充滿圓管的流體流量(替代GB 2624-1981))和石油部SYL 04-1983(天然氣流量測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法,升級(jí)為SY/T 6143-1996)標(biāo)準(zhǔn)的要求。使用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)時(shí)各計(jì)量點(diǎn)的主要區(qū)別在于二次儀表的選型配制,*常見(jiàn)的有兩種類型:一是采用雙波紋管差壓計(jì)記錄靜壓、差壓,求出靜壓和差壓的全天平均值,玻璃棒溫度計(jì)測(cè)量溫度,人工采樣的平均值作為溫度值;二是差壓變送器與溫度、壓力變送器加智能計(jì)算儀,實(shí)現(xiàn)天然氣流量測(cè)量和計(jì)算的自動(dòng)控制及管理。雙波紋管差壓、靜壓記錄儀和玻璃棒溫度計(jì)是機(jī)械式熱工儀表,準(zhǔn)確度差;并且需要人工求積來(lái)計(jì)算小時(shí)、日平均值、累積值,人為涉及的因素太多,天然氣的流量計(jì)算無(wú)法嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行;而智能變送器則可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)積算,完全符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法。
2.溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)
溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)按照是否可以帶壓更換孔板,分為一體式溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)和高級(jí)溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)(高級(jí)孔板閥)。優(yōu)點(diǎn):原理簡(jiǎn)明,應(yīng)用技術(shù)成熟,容易掌握;適應(yīng)性強(qiáng),更換孔板即可實(shí)現(xiàn)不同流量的測(cè)量;性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng);孔板為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件,標(biāo)定方便簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):量程比小,一般為3:1-5:1;壓力損失較大;計(jì)量準(zhǔn)確度受影響因素較多;前后直管段要求長(zhǎng),占地面積大。
三、引起孔板計(jì)誤差的主要因素
1.計(jì)量?jī)x表誤差
采用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì),對(duì)孔板加工的技術(shù)要求十分嚴(yán)格,必須符合GB 2624-1981或SY/1' 6143-2003(用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量天然氣流量)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)很大的誤差??装宓钠暮蛷澢强装宓闹圃彀惭b和使用中影響計(jì)量?jī)x表精度的主要因素,有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,孔板彎曲造成的*大誤差為3.5%??装灏惭b盡管安裝規(guī)范一般都能夠掌握,但有些細(xì)節(jié)往往沒(méi)有引起重視,導(dǎo)致較大的計(jì)量誤差。如密封墊片內(nèi)孔未按環(huán)室尺寸加工,墊片伸出環(huán)室,干擾流體穩(wěn)定流動(dòng):導(dǎo)壓管走向不合理,差壓無(wú)法順利傳導(dǎo);平衡器安裝水平精度低,直接產(chǎn)生計(jì)量誤差等。
2.節(jié)流裝置的突出物
節(jié)流裝置中伸人管內(nèi)的墊片、焊縫等也會(huì)引起測(cè)量誤差,誤差大小與突出物位置、孔板與突出物的距離以及突出等有關(guān)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)?shù)?0.7,突出物位于孔板上游管徑2倍時(shí),產(chǎn)生誤差*大;若突出物位于孔板上游處,誤差為16%-50%。若位于下游,則對(duì)計(jì)量精度的影響相對(duì)較小。
3.使用條件變化引起的誤差
這種誤差主要是由脈動(dòng)流現(xiàn)象和超量程、流程頻繁波動(dòng)問(wèn)題引起的。管道中氣體流速和壓力發(fā)生突然變化,造成脈動(dòng)流,引起差壓波動(dòng),當(dāng)節(jié)流裝置上出現(xiàn)明顯的脈動(dòng)流時(shí),計(jì)量可能產(chǎn)生較大誤差,有關(guān)文獻(xiàn)指出脈動(dòng)流引起的誤差*大可達(dá)20%-30%。此外,由于小用戶用氣不均衡,氣量瞬間發(fā)生急劇變化,都會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。超量程問(wèn)題大多數(shù)是由于季節(jié)不同,用量發(fā)生變化引起的,冬天時(shí)流量大,夏天時(shí)流量小,有可能超過(guò)所選儀表的量程,從而引起誤差。同時(shí),城市用氣而無(wú)調(diào)峰設(shè)施的計(jì)量裝置,當(dāng)流量**間頻繁波動(dòng)時(shí),將會(huì)直接影響對(duì)天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確度
4.氣質(zhì)條件引起的誤差
天然氣從地層中采出來(lái),雖然經(jīng)過(guò)分離、除塵或過(guò)濾,但由于處理不徹底或集氣管網(wǎng)和輸氣干線內(nèi)腐蝕物的影響,使得天然氣中混有少量的液體或固體雜質(zhì),這些雜質(zhì)易聚集在孔板截面收縮、流速突變的孔口銳邊上,而溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)對(duì)孔板銳邊、截面及流線的變化非常的敏感。此外,天然氣中的雜質(zhì)還會(huì)對(duì)孔板產(chǎn)生沖刷和腐蝕,特別是對(duì)孔板直角入口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的沖刷腐蝕特別嚴(yán)重,這將影響到孔板直角人口邊緣圓弧半徑和測(cè)量管內(nèi)壁相對(duì)粗糙的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),孔板流出系數(shù)也將發(fā)生變化,使測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)不到要求。天然氣的含水量也對(duì)天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度有著很大的影響。美國(guó)雪佛龍公司和科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)站用注水后的溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量得到了:①用溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量氣體流量,當(dāng)氣體中央帶少量液體時(shí),流量測(cè)量不確定度偏高,測(cè)量的濕氣流量隨刀的增加而減少,在月比為0 .7時(shí),測(cè)得的流量偏差為一1.7%;②當(dāng)夾帶少量液體時(shí),在月比為0.5時(shí),表明孔板性能較好,但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出,以獲得*佳的計(jì)量性能;③用舊的溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量濕氣,流量計(jì)量值將降低3%0
5.其他引起的誤差
其他誤差因素有管道泄露、人為破壞、管理不嚴(yán)、不合理的積算和取值方法、計(jì)量工況偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件。計(jì)算方法本身不合理,對(duì)溫度、壓力、氣體組成的變化沒(méi)有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)龋彩且鹛烊粴庥?jì)量誤差的原因。特別是管道泄漏引起的誤差也相當(dāng)大。例如,節(jié)流裝置前后的差壓一般都很小(0-60 kPa),管道壓力往往是它的幾十倍,如發(fā)生導(dǎo)壓管泄漏或堵塞,不僅給計(jì)量帶來(lái)誤差,而且會(huì)損壞差壓變送器。輸氣系統(tǒng)的泄漏有3種類型:偶然性泄漏、長(zhǎng)期性泄漏和普通運(yùn)行泄漏。偶然性泄漏是指由于輸氣系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的腐蝕和輸配設(shè)備安裝不當(dāng)或設(shè)備發(fā)生故障所導(dǎo)致的泄漏。長(zhǎng)期性泄漏是由于輸配氣站本身工藝設(shè)計(jì)的不合理或設(shè)備質(zhì)量不好導(dǎo)致的泄漏。普通運(yùn)行泄漏是指由于某些站場(chǎng)管部件本身設(shè)計(jì)不當(dāng)造成腐蝕從而引發(fā)的泄漏,輸氣系統(tǒng)的泄漏絕大部分屬于偶然性泄漏。造成輸氣系統(tǒng)發(fā)生泄漏的主要原因包括:輸氣管道和部件長(zhǎng)期暴露于酸性氣體環(huán)境中,造成硫化氫腐蝕;天然氣中的HAS , CO:等酸性氣體和HZO ,O:等組分達(dá)不到輸氣系統(tǒng)對(duì)氣質(zhì)的要求造成輸氣管道和部件內(nèi)壁腐蝕;輸氣管道制管質(zhì)量差導(dǎo)致管道螺旋焊縫的斷裂;輸氣管道和部件安裝和焊接質(zhì)量差導(dǎo)致管道環(huán)行焊縫和管、件之間焊縫的斷裂等等。
四、消除計(jì)f誤差的改進(jìn)措施
I.孔板加工及安裝
嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工孔板,正確安裝,合理選擇壓差量程嚴(yán)格按照GB 2624-1981或SY/Y 6143-1996標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定加工孔板??装骞?jié)流裝置在使用前的安裝中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì),根據(jù)孔板前阻力件形式配接足夠長(zhǎng)度的直管段,一般應(yīng)至少前30D。當(dāng)場(chǎng)地不允許時(shí),必須在孔板前的直管段上安裝整流器??装迦丝诙嗣姹仨毰c管道線垂直,其偏差不能超過(guò)10。安裝時(shí)孔板嚴(yán)禁反向,要正確使用和選擇壓差計(jì),當(dāng)壓差計(jì)工作量程在30%以下時(shí),必須及時(shí)更換壓差計(jì)的量程或孔板規(guī)格。法蘭取壓時(shí)日值應(yīng)在0.2-0.75,角接取壓時(shí)R值應(yīng)在0.4-0.60
2.氣流脈動(dòng)誤差消除
消除脈動(dòng)流,減小脈動(dòng)影響,合理解決超量可以采用以下方法消除脈動(dòng)流,減小脈動(dòng)流的影響。
(I)采用分離除塵器加強(qiáng)氣水分離;從管線中除去游離液體,及時(shí)吹掃排出管道內(nèi)積液,確保天然氣計(jì)量準(zhǔn)確性。
(2)控制計(jì)量管段下流閥。實(shí)踐證明,控制下流閥能有效的抑制脈動(dòng)流,同時(shí)對(duì)各類脈動(dòng)源引起的壓差波動(dòng)都有抑制作用。
(3)加裝緩沖罐或設(shè)置專門脈動(dòng)消減器,抑制脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng);提高差壓和孔徑比;安裝調(diào)壓閥穩(wěn)定輸出壓力,從而減小脈動(dòng)對(duì)計(jì)量的影響。
(4)在滿足計(jì)量能力的條件下,應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的測(cè)量管,使如 .R在比較高的雷諾數(shù)下運(yùn)行。
(5)采用短引壓管線,盡量減少引壓管線系統(tǒng)中的阻力件,并使上下游管線長(zhǎng)度相等,以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅的增加。
五、孔板計(jì)f參數(shù)的上傳及流f計(jì)算
以陜西省天然氣公司靖邊壓氣站為例,現(xiàn)場(chǎng)安裝孔板閥,差壓變送器,溫度變送器,壓力變送器。控制室內(nèi)站控PLC系統(tǒng)有專用的計(jì)量模塊,可讀取其他模擬量模板采集的流量相關(guān)參數(shù),包括差壓、壓力、溫度,完成對(duì)流量的計(jì)算,溫度壓力補(bǔ)償,這種方式在控制成本的同時(shí)可保證一定的精度;控制室內(nèi)有1746系列PLC,模擬量采集模板1746-NI8負(fù)責(zé)采集差壓、壓力、溫度。MV146-AFC流量計(jì)算機(jī)模板,支持8路流量計(jì)量,流量累積。PLC處理器將I/O模板采集的差壓、壓力、溫度數(shù)據(jù)通過(guò)槽架背板傳給MV146-AFC,完成流量的計(jì)算后再通過(guò)背板將結(jié)果傳給處理器,供PLC邏輯程序使用、工控機(jī)顯示或上傳SCADA系統(tǒng)。
六、溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)日常管理
(1)加強(qiáng)日常管理,對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理修正在日常生產(chǎn)中應(yīng)定期對(duì)孔板進(jìn)行清潔、維修或撤換并且對(duì)測(cè)量流量進(jìn)行修正。在溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)日常使用過(guò)程中,要確保準(zhǔn)確的計(jì)量,應(yīng)至少每月一次清洗檢測(cè)孔板、檢查儀表零點(diǎn)、儀表D/A轉(zhuǎn)換通道、核對(duì)流量計(jì)算程序,對(duì)有坑蝕及劃痕的孔板應(yīng)及時(shí)更換。從節(jié)流裝置不確定度的計(jì)算公式可以看出,天然氣的壓力、密度、溫度和壓縮系數(shù)的變化將直接影響到測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此,應(yīng)該選擇合適的儀表來(lái)測(cè)量天然氣的壓力、密度、溫度等特性參數(shù)。
(2)溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)測(cè)量范圍一般為3.5:1,而實(shí)際工況并不都在此范圍,一旦超過(guò)測(cè)量范圍,必將引起測(cè)量誤差??装宀顗鹤兯推鞑顗悍秶鷳?yīng)控制在其量程的10%以內(nèi),例如,差壓變送器量程為0-60 kPa,日常計(jì)量中差壓工作范圍應(yīng)保持在6 kPa-54 kPa,如超出該量程范圍將影響計(jì)量精度。
(3)根據(jù)場(chǎng)站下游用戶用氣量的不斷變化,提前加工制作不同規(guī)格孔板,每塊孔板都可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)流量范圍,場(chǎng)站可根據(jù)氣量變化及時(shí)更換孔板。以此實(shí)現(xiàn)節(jié)流裝置產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,有利于提高節(jié)流裝置計(jì)量的準(zhǔn)確度。
(4)定期檢查孔板導(dǎo)壓管是否存在銹蝕,觀察導(dǎo)壓管是否有堵塞、泄漏等現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)立即整改,以確保計(jì)量精度。
(5)場(chǎng)站值班人員定期檢查溫壓補(bǔ)償蒸汽流量計(jì)的差壓、壓力、溫度變送器現(xiàn)場(chǎng)工作是否正常,控制室上傳參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)顯示是否一致,孔板瞬時(shí)流量是否穩(wěn)定等。這些都是影響孔板計(jì)量精度的主要因素。