摘要：通過(guo)對比串聯在(zai)同一管路中(zhōng)的兩套自動(dong)孔闆計✌️量系(xì)😍統流量值,得(de)出在直管段(duàn)前存在調壓(yā)、過濾等節流(liú)件造成脈動(dong)流時，導緻天(tian)然氣流量産(chan)生2%~ 12%的負偏差(cha),論述了脈動(dòng)🌏流産生時對(duì)天然氣流量(liàng)造成的影響(xiang),結合流體🔱的(de)六種流态,對(dui)比分析了脈(mo)動流對天然(rán)氣流量的影(ying)響與流體流(liu)态之間的關(guan)系🈚,以及産生(sheng)脈❗動🌈流的原(yuan)因,提出了消(xiao)除脈動流的(de)方法。
　　在天然(ran)氣計量過程(chéng)中要求流過(guo)天然氣 孔闆(pan)流量計 的氣(qì)流爲穩定發(fa)展的定常流(liú),定常流爲流(liu)動參數不随(sui)時🥵間變化的(de)流動,然而在(zai)現實條件下(xià)，不可避免地(di)存在一些偏(pian)離這一 流動(dòng)狀态的情況(kuang)存在,非定常(cháng)流的存在導(dǎo)緻了天然氣(qi)🏃🏻‍♂️計量的❓偏差(cha),認識和确定(dìng)非定常流造(zao)成🙇🏻的影響,對(dui)保證天然氣(qì)計量的🈲正确(què)率有着很重(zhòng)要的意✊義。我(wǒ)們通過對孔(kong)闆節流裝置(zhi)前存在調壓(yā)、過濾裝置,導(dǎo)緻管路中存(cún)在脈動流的(de)現象進行了(le)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻長期的觀察(chá),對脈動流對(dui)天然氣計💁量(liang)的影響有了(le)初💛步的認識(shi)。
 
　　在流體力學(xue)上将流體分(fèn)成了六種流(liu)動形态(如圖(tú)1)。前💘兩種流動(dòng)狀态下,可以(yi)認爲計量是(shì)正确的,也就(jiu)是除了第-種(zhǒng)和第二種情(qing)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼況之外,其餘(yu)的四種情況(kuàng)都會對天然(rán)氣計量造成(cheng)影響🚶,這四種(zhǒng)流态統稱脈(mo)🏃動流。孔闆流(liu)量計不适用(yong)于脈動流,那(nà)麽脈動流究(jiū)竟會對孔闆(pan)流量計計量(liàng)造成什麽樣(yàng)的影響,我們(men)通過同一管(guan)路🐆中串聯兩(liang)套計量裝置(zhì),對孔闆前直(zhi)管段内存在(zai)調壓、過濾裝(zhuang)置造成脈動(dòng)流對天然流(liú)量的影響進(jin)行了分🛀🏻析。
1脈(mo)動流産生時(shí)會造成天然(ran)氣流量的極(ji)大誤差
　　這種(zhong)誤差可以達(da)到2%~ 12% ,個别情況(kuàng)更多,且脈動(dòng)流出現📐時🐆,其(qí)影響天🔴然氣(qì)流量的狀況(kuàng)與圖1中, c,df流體(tǐ)流态相似,從(cong)理論上講. e這(zhè)種情況也應(yīng)該存在,在天(tiān)然氣管直管(guǎn)段内,孔闆🐇流(liú)量計前存在(zài)調壓、過濾裝(zhuang)置,形成脈動(dong)流造成的天(tian)然氣流量偏(piān)差總是偏小(xiǎo)的,這與新的(de)天然計🛀🏻量标(biāo)準SY /T6143- 2004《用标🧑🏾‍🤝‍🧑🏼準孔(kǒng)闆流量計測(ce)量天然氣流(liú)量》是相一💛緻(zhì)的。
 
2脈動流造(zào)成了 引壓管(guǎn)路壓力信号(hào)傳遞過慢
　　壓(yā)力信号不能(néng)被弓引|壓管(guǎn)路完全傳遞(dì),儀表無法正(zhèng)确測出,這是(shi)由于氣體可(ke)壓縮性決定(dìng)了氣體在傳(chuan)輸過程中,有(yǒu)高低壓平㊙️衡(heng)的問題,由于(yu)壓力在引壓(yā)管路傳遞過(guò)程中,高低壓(ya)信号互相㊙️平(píng)衡,造成信号(hao)滞後和畸變(biàn),脈動峰值高(gao)點和低點,不(bu)能完全被表(biǎo)征,因差壓信(xìn)号與流量爲(wei)非線性關🐇系(xi),壓勵信号的(de)不完整造成(chéng)了計量數據(ju)的偏差,這種(zhong)偏差由于引(yin)壓管路的不(bu)同而産生不(bu)同的表現形(xíng)式。在較短引(yin)壓管路的計(ji)量裝置中,差(cha)壓測量時會(hui)✨出現劇烈波(bo)動,這種波動(dòng)造成了測量(liàng)數據不能被(bei)計量儀表🐅完(wán)全測出,引起(qi)測量數據不(bu)完整,這是因(yīn)爲由于在較(jiào)短引壓管路(lu)中,壓勵在傳(chuán)遞過程時并(bing)沒有得到🌐平(ping)衡,高低壓點(diǎn)被明确界🐉分(fen),每種🐆差壓測(cè)量儀表都有(you)一定的🔞響應(yīng)時間 ,脈動流(liú)的頻率與儀(yi)表測量響應(yīng)時間不一緻(zhì),導緻♉了壓劢(mài)滞後,勵已經(jing)測出而脈🈲動(dòng)峰值未到達(dá)或者脈動峰(fēng)值👨‍❤️‍👨被錯過，一(yi)些脈動數據(jù)點🏒無法被測(cè)出,造成了數(shu)據失真,無法(fa)♍正确确定天(tian)然氣流量,并(bìng)且有可能由(you)于脈動頻率(lǜ)的過快,對儀(yi)表造成沖擊(jī),儀表傳感器(qi)反應受到影(yǐng)響,從而使測(ce)量結果造成(chéng)偏差,影響流(liu)量測量的正(zhèng)确率。在較🛀🏻長(zhang)引壓管路的(de)孔闆🔞計量裝(zhuang)置中,壓力高(gao)低峰值之🐉間(jian)充分平衡,緻(zhi)使儀表無法(fǎ)測出真實值(zhí)。
3脈動流的存(cun)在造成天然(rán)氣流量無法(fa)正确補償
　　這(zhè)主要是因爲(wei)脈動流流型(xíng)複雜,往往是(shi)多種流态共(gong)同作用,緻使(shǐ)不能很好地(di)找到補償手(shǒu)段、确定補🔞償(cháng)量。
　　脈動流對(duì)天然氣計量(liang)的影響主要(yào)通過影響差(cha)壓,造成差壓(yā)🍉儀表示值不(bú)準表現出來(lai),進而影響天(tian)然氣流量,且(qiě)其影響天然(rán)氣流量的各(ge)種表現形式(shi)如下。
(1)脈動流(liú)産生時,差壓(ya)儀表示值明(ming)顯偏低,差壓(ya)值在一一💘個(ge)上限值和一(yī)一個下限值(zhi)之間波動,如(rú)圖2。此時天然(ran)氣流量實際(jì)值爲🛀🏻差壓最(zuì)高值時的流(liu)量,其高低點(diǎn)之差爲流量(liang)損失,天然氣(qi)量由🌍此而産(chan)生2% ~ 6%的計量誤(wù)差。
(2)脈動流産(chan)生時,差壓值(zhi)有-個峰值并(bìng)在一個相對(duì)低的位置有(yǒu)一個波動上(shang)下限,如圖3。在(zài)這:種情況下(xià)流量真實值(zhi)爲最高值,高(gao)低📐點之差爲(wei)流量損失,誤(wù)差可達到2.5%~ 8%。
(3)脈(mò)動流造成的(de)第三種情況(kuang)是,差壓值一(yi)直處于一個(ge)♊低位波動⛹🏻‍♀️這(zhè)是影響最大(da)的一種脈動(dong)流現象是脈(mò)動流與随機(jī)湍流結合的(de)形式,這種情(qíng)況下造成的(de)流量損失高(gao)達6%~ 12%,甚至更高(gao),如🚩圖4。在此情(qíng)況下實際流(liu)量值爲虛線(xiàn)處,而實測到(dào)的💋爲波形處(chù)的平均流量(liang)值(橫直線處(chu)流量值) , 這種(zhong)情況實際可(ke)以認爲是💃🏻随(suí)機湍流造成(cheng)的,這種情況(kuang)下造成了流(liú)量大幅損👈失(shi),造成了計量(liàng)的極大誤差(cha),而這種情況(kuang)也并不是不(bú)能發現的。在(zài)實際情況下(xià),偶爾能觀察(cha)到一個最大(da)值得出現,而(ér)這個最㊙️大值(zhi)就是實際流(liú)量值⭐,這一點(dian)與第二種脈(mo)動🤟流有相似(si)之處,但其最(zui)大值的出現(xian)具有不确定(ding)性,是最難以(yi)定量的一種(zhong)現象,但一🥵旦(dan)出現,天然氣(qì)量偏差即在(zai)8%左右。
 
(4)多種流(liú)态共同存在(zai)。這種情況下(xià),天然氣損失(shī)最難⚽确定🤩,但(dàn)✉️其👨‍❤️‍👨誤差也在(zài)2%~ 12%之間,個别情(qing)況有特殊。
(5)脈(mo)動流産生時(shi)天然氣管路(lù)往往能聽到(dào)間歇天然氣(qi)氣流聲，特别(bie)明顯時表現(xian)爲-股-股的氣(qi)流流動,并非(fēi)穩定的氣流(liu)聲音。以幾種(zhǒng)情況正應合(hé)了流體脈動(dong)流的🌏三種狀(zhuàng)況,實際🥵中由(yóu)于可能幾種(zhong)狀況下的脈(mò)動流同時存(cún)在,則造成的(de)實🐉際氣量計(ji)算更加困🏒難(nan),當然非周期(qī)性脈動流在(zài)實際狀态中(zhōng)也是存在的(de),實際測量🙇‍♀️值(zhí)不确定,從計(ji)量裝置前存(cún)在阻流件,形(xing)成脈動流造(zào)成的這幾種(zhong)情況可以清(qīng)楚看出,儀💚表(biǎo)實際測出值(zhi)總是⭐在脈動(dong)峰值和低值(zhi)中間值附近(jìn),天然氣量總(zong)是低于真實(shi)流量值,并且(qie)有迹象表✔️明(ming)脈動流不影(yǐng)響孔闆流🔴量(liàng)計流量,卻影(yǐng)響計量,當然(ran)這需要進✉️一(yī)步的論證🌈。
　　脈(mo)動流能夠造(zào)成天然氣流(liu)量偏差,實際(jì)中以下原因(yīn)可以導緻脈(mò)動流的産生(sheng):①管路中存在(zai)阻流件,包括(kuò)調🔞壓裝置、過(guò)🐕濾裝置、彎頭(tou)、閥門等。②下遊(you)用戶用氣量(liang)波動,主要存(cún)在原因是用(yòng)戶用氣量大(da),用氣量不确(que)定,管路🐇中又(you)不存在儲氣(qi)調峰設施,造(zao)💘成氣流忽高(gao)忽低,容易形(xing)成脈動流🔴.當(dang)然在這裏要(yào)注意區分脈(mo)動流和氣流(liu)🛀波動之間的(de)區别,氣流波(bo)動并非氣流(liú)脈動。③流👈體壓(ya)力過低,流速(su)過快導緻流(liú)體流态不穩(wen)。④孔闆表面不(bú)清潔⭐,氣體含(han)液造成氣流(liú)脈動。⑤天然氣(qi)含有雜質,影(ying)響氣體🏃流态(tai),特别是過濾(lǜ)裝置😍、整流裝(zhuāng)置被雜質堵(du)塞後,易形成(chéng)脈動流。
　　對于(yu)孔闆原因造(zao)成的脈動流(liu)不符合.上面(mian)的規律,阻流(liú)件♊造成的脈(mò)動流對天然(rán)計量影響這(zhe)麽大,實際過(guo)程中如何✉️判(pan)斷脈動流:①聽(ting)。通過氣流的(de)聲音,判💃斷是(shì)否存在脈動(dòng)流,特别明顯(xiǎn)‼️的脈動⛷️流往(wǎng)往能夠聽到(dao)氣流一股一(yi)股哧哧變化(hua)的聲音,此🐅時(shi)流量誤差一(yi)般不會低于(yú) 5%。②觀查儀表示(shi)值。由于計量(liang)時孔闆上遊(you)靜壓力較⭐高(gao),脈動流出現(xian)🏃🏻時造成靜壓(yā)力的變化并(bing)不是很明顯(xiǎn)。脈動流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼對差(cha)壓的影響是(shi)很明顯的🍉,一(yi)般出現差壓(yā)波動在2%以上(shàng)就應該♌注意(yì)是不是脈動(dòng)流的影響,差(cha)壓波動在5%以(yi)🐅上就應該立(li)即✉️消除🈲,否則(ze)就會造成很(hěn)☎️大的計量誤(wù)差。③減少引壓(ya)管長度⛱️,測量(liàng)就地化,既是(shi)增加測量正(zheng)确率,也是爲(wei)正确确㊙️定流(liú)體流态(脈動(dong)流)提供條件(jiàn),以減少脈動(dong)流造成的流(liu)量損👅失。
　　如何(he)消除脈動流(liú):根據實際觀(guan)察,在管路阻(zu)流件在孔闆(pǎn)計✔️量裝✏️置前(qian),且阻流件爲(wèi)調壓裝置、過(guò)濾裝置形成(cheng)脈動🐪流時🌍,将(jiāng)對天然氣計(ji)量造成以上(shang)幾種脈🌏動流(liu)狀态的影💯響(xiǎng),并且💞天然氣(qì)計量示值明(ming)顯偏小📞,偏小(xiǎo)程度從2% ~ 12%不等(děng),給天然氣計(ji)量造成很大(da)誤差,因此消(xiao)除脈動流的(de)影響是⭕很重(zhong)要的一個環(huán)節。①在設計時(shi)就要優先考(kao)慮直管段長(zhang)度,确保管路(lu)内流體流态(tài)處于定常流(liu)圖1中的a b兩種(zhǒng)狀态。②以穩定(ding)的流量穩定(ding)供氣,加裝調(diao)峰裝置,避免(miǎn)出現用戶氣(qì)量波動造成(cheng)的氣🐅流脈動(dong)。③避免和減少(shao)計量裝置前(qián)的任何阻流(liu)件,在條件許(xu)可的情況.下(xia),避兔用上遊(yóu)節流、調壓,需(xu)要在上遊節(jiē)流、調壓時,要(yào)延長直管段(duàn),并在離孔闆(pǎn)流量計盡可(kě)能遠的地方(fang)🔴進行。④計量上(shang)遊直管🏃段前(qián)安裝整流器(qi)。⑤盡量避免低(dī)壓供氣。⑥保證(zhèng)天然氣氣質(zhì)符合要求,不(bú)含粉塵、油污(wū)、水等雜質,在(zai)氣質🎯沒有保(bao)證的情況下(xia),設計時應該(gai)✌️相應提⛷️高技(jì)術标準。
　　認識(shí)脈動流對天(tian)然氣孔闆流(liú)量計 計量的(de)影響,對孔闆(pan)流量計的設(she)計、安裝、運行(hang)有指導意義(yi),随着對脈動(dong)流認識的深(shen)入和科學技(jì)術的發展,有(you)望解決非定(ding)常流狀态下(xia)孔闆流量計(ji)的補償問題(tí),進而擴大孔(kong)闆流量計的(de)适用範圍。

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