摘要：簡(jiǎn)析了天然氣流量孔板計(jì)量所存在的誤差及主要影響因素,并提出了改進(jìn)和預(yù)防的措施。
天然氣流量的誤差分為基本誤差和附加誤差。基本誤差是由測(cè)量裝置本身的精度所決定的，是不可避免的，一般在±1%~2%范圍內(nèi)。這里重點(diǎn)討論和分析附加誤差。附加誤差是指節(jié)流裝置和儀表在安裝和使用過(guò)程中造成的流量誤差。
1.誤差分析
孔板所產(chǎn)生的差壓隨取壓位置的不同而不同。取壓方法有很多種，這里所采用的取壓方法為法蘭取壓。即上流取壓孔設(shè)置在離孔板上流端面25士1mm地方，下流取壓孔設(shè)置在離孔板下流端面25±lmm的地方。根據(jù)柏努力方程推導(dǎo)出質(zhì)量流量公式為:
式中:Qn一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下天然氣流量體積;
As一秒計(jì)量系數(shù);
C一流出系數(shù);
E一漸進(jìn)速度系數(shù);
d一孔板開(kāi)孔直徑;
FG一相對(duì)密度系數(shù);
ε一可膨脹性系數(shù);
Fz一超壓縮因子;
FT一流動(dòng)溫度系數(shù);
P1一孔板上游側(cè)取壓孔氣流絕對(duì)靜壓;
△P一氣流流經(jīng)孔板時(shí)產(chǎn)生的差壓。
其中:C=0.5959+0.0312β2.1-0.1840β8+0.0029β2.5(106/Red)0.75
β=d/D
Red=管徑雷諾數(shù).
α=CE=C/√1-β4
根據(jù)上式對(duì)天然氣流量測(cè)量誤差進(jìn)行分析如下:(1)置入?yún)?shù)誤差分析:①當(dāng)孔板孔徑出現(xiàn)誤差時(shí),如果d值偏大,則得出β值偏大,所以E值偏大。因而所得氣量偏大,反之所得氣量偏小;②當(dāng)計(jì)量管內(nèi)徑出現(xiàn)誤差,如果D值偏大.則得出β值偏小,所以E值偏小。因而所得氣量偏小,反之所得氣量偏大;③當(dāng)天然氣的真實(shí)相對(duì)密度有誤,如果Gr值偏大,因?yàn)镕G=√1/Gr所以得出FG偏小,因而所得氣量偏小，反之所得氣量偏大。
(2)測(cè)量參數(shù)誤差分析:①當(dāng)溫度測(cè)量出現(xiàn)誤差,如果T偏大，因?yàn)镕r=√293.15/T所以得出FT偏小,因而所得氣量偏小,反之所得氣量偏大;②當(dāng)差壓測(cè)量出現(xiàn)誤差，如果△P偏大,所得氣量偏大,反之所得氣量偏小;③當(dāng)壓力測(cè)量出現(xiàn)誤差,如果P1偏大,所得氣量偏大,反之所得氣量偏小。
置入?yún)?shù)中的Gr每年需要做兩次氣樣分析(冬、夏季取樣),相比D、d而言起著極為重要的做用,而測(cè)量參數(shù)△P在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中由于積液?jiǎn)栴}變化較大。Gr、△P發(fā)生很小的變化時(shí),對(duì)體積流量產(chǎn)生很大的計(jì)算誤差,一-年下來(lái)將.因測(cè)量誤差而造成經(jīng)濟(jì)損失。
2.工藝、安裝誤差分析
(1)導(dǎo)壓管至儀表間的接頭、儀表閥漏氣或堵塞,使儀.表記錄的差壓△P大于實(shí)際值,造成計(jì)算的流量偏大。反之，上流導(dǎo)壓管至儀表間的接頭、儀表閥漏氣或堵塞,平衡閥漏氣,造成計(jì)算的流量偏小。
(2)導(dǎo)壓管.上隔離器的兩個(gè)容器中的液面不在同一高度上，上流導(dǎo)壓管液面比下流導(dǎo)壓管的高,使儀表記錄的差壓△P值比實(shí)際的大,造成計(jì)算流量偏大,反之,造成計(jì)算流量偏小。
(3)孔板太厚，使流體流過(guò)時(shí)阻力增大,因而使差壓增大，使實(shí)際流量系數(shù)減小,計(jì)算流量值偏大。
(4)孔板入口邊緣磨損、變鈍或腐蝕出缺口，使實(shí)際流量系數(shù)大于計(jì)算流量系數(shù),同時(shí)記錄壓差偏低,將造成計(jì)算氣量偏小。
(5)測(cè)量管道內(nèi)部粗糙、生銹、臟污及各種污物在孔板前下角沉積下來(lái)，也將造成計(jì)算氣量減小。
(6)孔板前有凸入管道內(nèi)部的焊縫或墊片,如墊片內(nèi)徑為管子內(nèi)徑的95%時(shí),流量偏小約2%,墊片內(nèi)徑為管子內(nèi)徑的90%時(shí),流量則偏小約4%。
(7)下流導(dǎo)壓管漏氣或堵塞，使儀表記錄的差壓比實(shí)際大,甚至達(dá)滿量程造成計(jì)算流量偏大。
綜上所述,孔板計(jì)量方法產(chǎn)生的誤差原因較多,對(duì)天然氣計(jì)量的正確率有很大的影響。
3.改進(jìn)和預(yù)防措施
(1)安裝一個(gè)盡可能大的沉淀容器并定期放空,這樣在一定程度上可減少管徑的臟污程度,從而減少誤差。
(2)必須有排除管內(nèi)積水和氣體的管路,正負(fù)導(dǎo)壓管應(yīng)避免水平安裝,要有一定傾斜(大約1/10以上),并平行并列敷設(shè)。必須注意在導(dǎo)壓管周圍不產(chǎn)生溫度差,當(dāng)兩導(dǎo)管產(chǎn)生溫度差時(shí),中間的流體密度變化,差壓計(jì)的零點(diǎn)飄移。遠(yuǎn)離熱源,但在寒冷地區(qū)要采取防凍措施。
(3)安裝工藝頂部應(yīng)設(shè)置放氣閥,凹部應(yīng)設(shè)置放水閥。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的氣體存在氣泡時(shí)就不能傳遞差壓。同時(shí)導(dǎo)壓管上正負(fù)壓隔離罐安裝標(biāo)高應(yīng)一致,隔離罐液面必須-一樣高。
(4)從公式中還可看出,溫度、流體密度、壓縮系數(shù)等都影響流量測(cè)量的精度,所以必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量管理,消除人為誤差的影響,從而達(dá)到正確測(cè)量的目的。
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