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標準噴嘴流量計測量天然氣流量及標準的制定

時間:2015/3/16閱讀:1271
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標準孔板流量計結構簡單,操作較方便,使用技術成熟,使得其在管道計量中得到廣泛應用,據統計,目前孔板流量計是我國天然氣管道計量用得zui多的計量設備,占整個貿易計量的50%左右。為了規范孔板流量計量,國家專門制定了GB2628和SY/T 6143計量標準,對計量系統進行了說明和要求,同時,也出臺天然氣場站儀表配備指南,對計量系統儀器儀表精度等級進行了要求。但是由于孔板流量計計量系統的結構特點,決定了會產生兩種誤差,一種是基本誤差,這是流量計本身所存在的誤差,第二種是附加誤差,是由于流量計在使用時偏離了標準條件產生的。由于人為操作的環節多,且天然氣這一物質的計量是一種連續的、不可重復的計量,若不加以適時監控,所引起的計量附加誤差相當大,尤其當天然氣作為商品進行貿易結算時,為供需雙方帶來不利影響,本文分析了產生誤差的主要原因,并提出了相應的整改措施。 

1 孔板流量計的結構組成及其測量原理 

1.1 結構組成 

孔板流量測量系統一般由節流裝置(標準孔板)、壓力變送器、差壓變送器、鉑熱電阻及其流量積算儀組成。其中孔板節流裝置包括孔板、孔板夾持器和上下游直管段。其結構如圖1所示。


圖1 孔板節流裝置的組成

1.2 測量原理 

天然氣經過孔板后,在孔板前后產生差壓,實驗結果證明,天然氣的流量和差壓的平方根成正比,算出比例系數也就測出了流量。 

(1)差壓式孔板流量計包括三部分:①現場取壓部分,包括孔板閥、前后直管段、導壓管;②溫度、壓力、組分補償部分,包括現場用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析儀計量的實時數據;③流量計算部分,指流量計算機(或計算儀)所安裝的計量標準程序。(2)在實際應用過程中,當充滿管道的流體流經管道內的節流件時,如圖2所示。

流線將在節流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節流件前后便產生了壓差。流體流量愈大,產生的壓差愈大,這樣可依據壓差來衡量流量的大小。這種計量方法是以流動連續性方程(質量守恒定律)和.. 伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關,例如當節流裝置形式或管道內流體的物理性質(密度、粘度)不同時,在同樣大小的流量下產生的壓差也是不同的。以伯努利方程式和流體流動的連續性方程式為依據,天然氣流量計算公式為:

根據氣體易壓縮、密度差異大、受溫度影響特點,得出天然氣流量計量的實用公式是:

其中:Q n為標準狀態下氣體體積流量;A h為常數,標況下為0.008686;α.. 為特定流量系數; γre為計量管內壁流量修正系數;b k為孔板(0) 入口邊緣銳利度修正系數;F r為雷諾數修正系數;ε為氣體膨脹系數;d為孔板在20℃下實測的開孔口徑;F a為孔板熱膨脹修正系數;F 為天然氣相對密度修正系數;F z為超壓縮系數;F t為流體流(g) 動溫度修正系數; P1為孔板上游側壓力;h w為氣體流過孔板時的差壓。

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