摘要:由(yóu)于計量儀表誤差(chà)以及使用條件變(bian)化帶來的誤差往(wang)往使天然氣
孔闆(pan)流量計
的精度不(bu)能達到要求。因此(cǐ),找出引起誤差的(de)因素,提出改進措(cuò)施對于提高天然(rán)氣計量精度具有(you)重大意義。
天然氣(qì)管道的迅速發展(zhan),要求對天然氣流(liu)量進行更加正确(que)😄的計量。由于孔闆(pan)計量方式結構簡(jiǎn)單、投資少、計量精(jing)度較高,成爲我國(guo)天然氣流量最主(zhu)要的計量方式,在(zai)全國各大油田均(jun1)有應用。據調查,石(shí)👌油天然氣行業采(cai)用孔闆流量計作(zuo)爲貿易計量的約(yuē)占95%以上。
孔闆流量(liang)計
是通過測量安(an)裝在管路中的同(tong)心孔闆兩側差壓(ya)來計算流量的一(yi)種檢測設備。它由(you)節流裝置、差壓計(ji)、
壓力計
和溫度計(ji)等組成。它以能量(liàng)守恒定律和流動(dong)連續🍉性方🧑🏾🤝🧑🏼程爲✂️理(li)論依據,由标準節(jiē)流裝置産生差壓(ya),應用成熟、可靠的(de)儀表進行差壓、壓(yā)力、溫度測量,由流(liu)量積算儀或計算(suan)機控制系統☎️進行(háng)計算得到天然氣(qi)的流量。在實際工(gong)作中,由于計量儀(yi)表誤差以及使用(yòng)條件變化帶來的(de)誤差往往使孔闆(pan)流量計的🏃♀️精度不(bu)能達到要求。因此(ci),找出引起誤差的(de)因素,提出改進措(cuò)施對于提高天然(ran)氣計量精度具有(you)重大💰意義。
1計量誤(wù)差分析
1.1被測介質(zhì)實際物理性質的(de)不确定度因素
1.1.1天(tiān)然氣相對密度對(duì)流量計量的影響(xiǎng)
天然氣流量值與(yǔ)1/Gr的平方根成正比(bi)例變化,如果将Gr作(zuò)爲一個獨立量看(kàn)待,則當Gr的不确定(dìng)度爲土a598時,由此引(yǐn)起的天然氣标準(zhǔn)體積流量的不确(què)定因素爲士0.25%可見(jian),天然氣❤️真實相對(duì)密度Gr對流量計量(liang)的影響很大。Gr的不(bú)确定度是由實際(ji)天🆚然氣各有關物(wù)理參💃數确定、測量(liàng)、分析的不确❄️定度(du)引起的。比如,實際(jì)空😘氣的組分偏離(li)标準組分的偏離(lí)程度,各有關☔組分(fen)分子量測量的不(bu)✊确定度.Gr的确定方(fāng)法可分爲2類,一是(shi)用真實相對密度(du)計測量,例如浮力(lì)氣📞體天平、動量密(mì)度計.氣體密度計(jì)等;二是先利用氣(qi)分析儀分析出天(tiān)然氣的全組分,然(ran)後根據天然氣組(zu)分計算Gr值。目前,我(wǒ)國普遍采用第2種(zhong)⭕方法,但由于壓力(lì)溫度的變♌化,Gr并不(bú)是一個定值。采用(yong)在線色譜及時檢(jian)測到組分的變化(hua)情況,可以提高計(jì)量精度。
1.1.2天然氣壓(yā)縮因子對流量計(ji)量的影響
流量計(jì)量結果是以工作(zuo)狀态下的流量形(xíng)式給出⚽,由于各地(di)工📧況不同,需将流(liú)量轉化爲統一标(biao)準下的氣體流量(liàng)。在壓力不高、溫度(du)不低的情況下,可(kě)以按照理想氣體(tǐ)方程進行體積👈流(liu)量換💔算。然而,實際(ji)氣體和理想氣體(tǐ)總有一定差别,尤(yóu)其是在管道壓力(li)較大或是溫度變(bian)化較☎️大的情況下(xià),氣體并不遵循理(lǐ)想氣體狀态方程(cheng)。天然氣⭐壓縮系數(shu)的求解有✊卡茨曲(qǔ)線圖求解法、卡茨(ci)表求解法、查《天然(ran)氣壓縮系數速查(cha)手冊》法。比較而言(yan),《速查手冊🛀🏻》能迅速(su)、方便地計算出壓(ya)縮系數,但誤差更(geng)大。卡茨表最正确(què),但由于卡茨表的(de)壓☎️縮系數太少,當(dāng)表内沒✏️有對應數(shù)值,還需用内☎️插法(fǎ)算出,使用💞較麻煩(fan)。
1.1.3可膨脹系數ε對流(liú)量計量的影響
e是(shì)因氣體流經孔闆(pan)時密度産生變化(huà)而引入的修🐆正✌️系(xi)數⁉️,這是流量誤差(cha)的一個重要來源(yuan)。當天然氣流量低(dī)于設計‼️流量時,實(shí)際的ε低于設計的(de)e,導緻測量結果偏(piān)小,反之,測量結果(guo)偏大。當實際流量(liang)與設計流量一緻(zhi),而靜壓p1低于設計(ji)壓力,實際㊙️的ε小于(yú)設計的ε,使流量測(ce)量偏大,反之偏小(xiǎo)。
1.1.4脈動流對流量計(ji)量的影響
脈動流(liu)是由管道中氣體(ti)的流速和壓力發(fā).生突然☀️變化造成(cheng)的,它能引起差壓(ya)的波動,使記錄曲(qǔ)線變💔成一個寬帶(dài)。引起脈動流的起(qi)因有單一的,也有(you)多個因素綜合的(de),如長輸管道積✊液(yè)、天然氣壓縮機的(de)使用、氣井之間壓(yā)力🌐幹擾、用戶用氣(qì)不均、供氣調壓閥(fá)開度的突然改變(bian)等均能引起差壓(yā)波動。
1.2儀器的設計(ji)安裝管理誤差分(fèn)析
1.21僅器的設計誤(wu)差
儀器本身産生(shēng)的誤差是由于儀(yí)器本身設計、安裝(zhuāng)上💯和使用過程中(zhong),某些結構發生了(le)變化,導緻測量參(can)數變化,從而影響(xiǎng)了氣體的測量正(zheng)确度。主要表⭐現爲(wei)孔❓闆入口直角銳(rui)利度不🏃夠,管徑尺(chi)寸與計算不符,孔(kǒng)闆厚度誤差,節流(liu)附件産生台階。偏(piān)心,孔闆上遊端面(mian)有劃痕和毛刺,環(huán)室尺寸産生台階(jiē)、偏心,取壓孔加工(gong)不規範或堵塞,焊(hàn)接、焊縫突出,節流(liú)件不同軸度㊙️。
1.2.2安裝(zhuang)管理誤差
安裝管(guǎn)理誤差如果不及(ji)時解決,會成爲一(yī)個無法進行究全(quán)定性分析的潛在(zai)誤差源。安裝誤差(chà)具有普遍性,如現(xian)場的施工條件不(bú)能滿足直管段要(yào)求的長度⛷️或管材(cai)💋不符合要求等.具(ju)體表現爲管路超(chao)長、彎折偏多.孔闆(pan)變形.上遊測量管(guan)沉積髒物造成管(guǎn)徑偏小、Re範圍不符(fú)合标準規定、管道(dao)粗糙度影響、焊口(kou)錯位。管㊙️理上的誤(wù)差主要表現爲儀(yí)表型🏃号、孔闆尺寸(cun)與流量不匹配,引(yǐn)壓管、平衡❄️閥、差壓(yā)計各連接部位的(de)滲漏,大氣溫度、管(guan)壁積液、結蠟的影(yǐng)響,人員操作錯誤(wu)。
1.3流量積算方法不(bú)當對計量的影響(xiang)
标準孔闆節流裝(zhuāng)置與配置不同的(de)二次測.量儀表構(gòu)成不同的流量積(jī)算方法。采用标準(zhǔn)孔闆流量計測量(liang)天然氣流量,其流(liú)量值與天然氣組(zu)分、基壓、壓力、溫度(dù)等有關。如果流量(liang)測量系統沒有嚴(yan)格按計量标準要(yao)求配置相應的測(cè)量僅表,流量積算(suàn)時氣❌體壓力、溫度(dù)和天然氣組分的(de)變化沒有得到完(wán)全補償,就會降低(dī)流量計的正确度(dù)。
2提高孔闆流量計(ji)計量精度的措施(shī)
2.1孔闆流量的設計(jì)安裝應符合技術(shù)标準
孔闆節流裝(zhuāng)置的設計安裝應(ying)嚴格按照GB2624-81或SY/Y6143-1996标準(zhǔn)規定🆚的各項技🌏術(shù)指标,特别在安裝(zhuāng)時,要根據孔闆前(qian)阻力件形式配接(jie)足夠長度的直管(guan)段,長度至少爲30d.當(dang)場地不允許時,必(bì)須在孔闆🌈前的直(zhi)管段上安裝🔱整流(liú)器。孔闆入口端面(miàn)必須與管道線垂(chui)直,其偏差不能超(chao)過1'.安裝時孔闆嚴(yan)🔞禁反向。要正确使(shi)用和選擇壓差計(jì),當壓差計工作量(liang)程在30%以下時,必須(xū)及時更換壓差計(jì)的量程或孔闆規(gui)格。法蘭β值應爲0.20~-075.角(jiao)接乃值應爲a4~06.
2.2加強(qiáng)業務培訓,建立健(jiàn)全各項規章制度(dù)
加強職工的計量(liàng)業務培訓,提高其(qi)技術水平和發㊙️現(xiàn)故障、解㊙️決問題的(de)能力。做好系統的(de)檢修、維護、保養工(gōng)作,延長其使用壽(shou)命。建立健全各級(jí)計量管理責任制(zhi)度,标準計量器具(ju)周期送檢和🙇♀️維護(hu)制度,工作僅表檢(jiǎn)✨驗.調校和維修制(zhi)度,計量設備💔和計(ji)量儀表的資料格(gé)案管理制度等。
2.3推(tuī)進計量方式的自(zì)動化智能化發展(zhǎn)
随着微傳感器和(he)微計算機技術的(de)不斷發展,天然氣(qì)計💃🏻量已🐕逐❌步向在(zài)錢、實時。智能靠近(jìn),改進傳感器☔技術(shù)來提高天然氣計(ji)量精度非常有效(xiao),将測量傳感器和(hé)采集、儲存及傳輸(shū)數據用電子元件(jiàn)都集于一個模件(jiàn)🥰的集成系統将成(chéng)爲标準系統♊,,體積(ji)更小,功能更強,價(jia)格更便宜。随着天(tian)然氣輸送管線的(de)不斷改進,現有的(de)氣體測量技術應(yīng)得到改進。
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