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孔板流量計測量天然氣誤差與解決方案

來源:江蘇三信儀表有限公司   2019年08月06日 09:05  
                                     孔板流量計測量天然氣誤差與解決方案
 
  
 
 

一、孔板流量計測量天然氣誤差原因
  上下游直管段長度不夠,氣流得不到充分發展,將使計量結果造成較大誤差。計量標準規定的短直管段長度,在現場實際中一般很難得到滿足,特別是由于輸氣工藝等原因,計量裝置的上游往往都存在彎頭。如果是單彎頭或平面雙彎頭將使計量結果偏高;對于多個彎頭,將使計量結果偏低。
二、解決措施
應該在節流裝置之前加裝整流器,避免旋轉流、渦流對計量的影響。
 天然氣的氣質和氣流條件
1、產生誤差的原因
  GB/T21446-2008《用標準孔板流量計測量天然氣流量》標準中規定,通過孔板的天然氣是經凈化處理后的天然氣,氣流的流動應是保持亞音速的、穩定的或僅隨時間緩慢變化的。氣流是均勻單相的牛頓流體。若氣體含有質量分數不超過2%的固體或液體微粒,且成均勻分散狀態,也可以認為是均勻單相的牛頓流體。氣流流經孔板以前,其流束應與管道軸線平行,氣流流動應為充分發展紊流且無旋渦,管道橫截面所有點上的旋渦角小于2°即認為無旋渦。
  通過計量調查發現,目前在油田天然氣計量中約50%的計量點其氣流條件具有以下兩個特點。
 ?。?)氣體流量不穩定,并隨時間周期性地大幅度變化,屬脈動流體。產生脈動源的原因[2]:①往復式壓縮機、發動機和葉片式增壓機;②調壓閥猛開關或者閥芯松動和磨損;③大量水或油的冷凝物在管線中不規則運動。
 ?。?)氣質中含水量大,并夾帶原油及微量顆粒雜質,氣流流經節流裝置時產生凝析液。氣質、氣流條件達不到GB/T21446-2008《用標準孔板流量計測量天然氣流量》標準中規定的要求,必將產生計量附加誤差。為了獲得準確的計量值,必須抑制氣流的脈動及消除氣質中的水分和雜質。
2、解決措施
  進入流量計的氣體必須先通過氣液分離器、過濾器。
 ?。?)把測量管裝在對消除脈動來說較為有利的位置,例如裝在調壓閥的入口或遠離脈動源處。
 ?。?)為了減少脈動幅度,可在脈動源和測量管之間的管線上加裝一個容器,或者設計專門的脈動衰減器。把節流閥或限流器裝在脈動源和測量管之間是減少脈動的有效方法,但是這種方法壓力下降過大,除非條件許可,否則不宜采用。
 ?。?)在差壓仍然保持較高的操作前提下,可用較小的測量管,而孔板開孔直徑基本不變。
  (4)在流量計前、后取壓管出口處分別加裝一個具有一定容積的氣液分離器,使進入流量計的差、靜壓信號達到先氣液分離及緩沖后再進入計量裝置。
 ?。?)導壓管路上的上、下游導壓閥應選用大通徑的球型閥。
  (6)為了防止導壓管的凍堵,必須對導壓管路進行保溫,并增加加熱補償保溫措施。
 ?。?)對于因下游波動源而引起計量點氣流脈動的情況,可通過調整流量計下游側閥門的閥位(關?。褂嬃奎c氣流脈動幅度減小。試驗證明,采用關小計量管下游閥的方法來控制氣流的脈動,效果是十分明顯的,此方法在實際使用時,必須在確保安全生產的情況下進行。
  試驗證明通過上述方法能有效地抑制氣流的脈動、消除氣質中的水分及雜質,減少流量計的計量附加誤差。

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