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天然气流量计量误差分析及改进措施问题
点击次数:600 发布时间:2016-05-09

  对于我国的天然气流量计量过程来说,主要则是依靠体积流量进行一定的结算,在进行流量计量过程中,主要通过差压式孔板流量计,其包括差压计、导压管路系统以及节流装置等几部分组成,能够具备维护方便、安装简易、制造容易、结构简单等方面的特点,在使用过程中具有较高的稳定性,以及方便维护的特点。
从上世纪70年代开始,根据国外先进的计量设备以及标准,从自身的实际情况出发,开始研制新型计量仪表的工作,能够在一定程度上保证对于仪表测量的可靠性、精度方面的提升,有效保证天然气仪表的快速发展,并正确处理解决了涉及到天然气仪表的管理、维护、使用、安装、选型以及气质分析等方面的问题,做了大量的工作,并且获得一些重要结论,积极探索了对于复杂工况以及现场阻力件的影响因素,获得大量的宝贵经验。
但是,相比于国际先进水平,我国的天然气流量计量工作的总体水平比较低,还存在一定的不小的差距。
所以,应该针对天然气流量计量误差问题进行详细分析,找出引起误差的因素,并积极提出改进措施,保证天然气流量计量准确度的提升。
1、引起天然气流量计量误差的主要原因分析与思考
1.1 使用条件变化引起的误差
  由于使用条件发生一定的变化,则会造成误差现象,主要包括流程频繁波动、超量程以及脉动流等方面的问题。如果管道中的气体存在突然发生变化的压力和流速的问题,就会造成出现一定的差压波动,引起脉动流,如果脉动流在节流装置中明显存在,在计量过程中,则会存在较大误差情况。根据相关资料,这种由于脉动所造成的误差现象,能够达到20%~30%的水平。
对于超量程问题来说,则是受到季节的影响而造成用量产生一定的变化,比如,针对蒸汽计量来说,明显地存在夏天的流量比较小,冬天的流量比较大的情况,这样就可能会存在超出仪表的量程的问题,造成一定的误差情况。
同时,对于城市用气来说,如果没有相关的调峰设施的计量装置,当出现一定的随时间的频繁波动情况时,必然影响到天然气流量计量的准确程度。
1.2 计量仪表产生的误差
  对于孔板流量计来说,对于加工孔板来说,往往具有十分严格的技术要求,应该符合相应的技术标准规定,否则,在进行天然气流量测量过程中,则会存在比较大的误差问题。
其中,在进行孔板的制造过程中,安装和使用过程中的孔板的弯曲和偏心问题则是影响计量仪表精度的主要因素。
*,在孔板弯曲方面,由于存在孔板的维修和安装的问题,则会造成孔板在一定程度上的变形或者弯曲问题,这样就会造成存在较大误差的流量测量问题,根据相关试验统计数据,孔板弯曲的zui大误差为3.5%。
第二,在孔板安装方面,在保证常规的安装规范的基础上,存在忽视的部分细节,这样容易出现比较大的计量误差情况。
比如,存在不合理的导压管走向问题,导致不能进行差压顺利传导;没有根据环室尺寸进行密封垫片的加工工作,导致垫片存在伸出环室的情况,使得流体稳定流动受到一定程度的干扰;平衡器的水平度存在一定问题,容易造成一定程度的计量误差问题。
第三,节流装置内突出物的问题。如果伸入管内的垫片、焊缝在节流装置中,也会造成一定程度的测量误差,影响误差的因素主要包括孔板和突出物的距离、位置、以及突出程度有关。
经过相关的实验研究,当突出物位于孔板上游管径处2倍的情况,则会产生zui大的误差;另外,如果突出物存在于下游情况,则对于计量精度的影响比较小,而如果突出物存在于孔板上游区域,则具有误差比较大。
1.3 气质条件引起的误差
*,针对天然气中的杂质问题,对于从地层从开采出来的天然气,经过一定的过滤、除尘、分离措施,依然存在处理不彻底的问题,容易出现输气干线、集气管网中存在腐蚀物的情况,不可避免有固体杂质、少量液体存在于天然气中,一般情况下,在流速突变的孔口、孔板截面收缩等位置上存有部分杂质,与此同时,孔板流量计对于流线、截面以及孔板锐边的变化非常敏感,容易出现测量误差问题。
另外,上述提到的杂志问题还会造成孔板的腐蚀和冲刷的影响,尤其是针对测量管内壁、孔板直角入口等位置来说,一般会造成较为严重的冲刷腐蚀情况,造成管内壁相对粗糙度以及孔板直角入口边缘圆弧半径都会超出规定,这必然则会影响到孔板流出系数,严重影响到测量精度的问题。
第二,针对天然气的含水量的问题,天然气流量计量精度直接受到天然气的含水量的影响。对于气体中具有少量液体夹带的情况下,就会造成流量测量不确定度存在偏高的情况,这时湿气流量也是随着β的增加而减少的情况,经过数据统计,在β=0.7情况下,流量偏差基本为1.7%左右;在β=0.5的情况下,尽管夹带了少量液体,也能表明具有较好的孔板性能,为了获得更好的测量的准确度,应该能够要求在孔板上游脱出夹带液体;如果采用旧的孔板流量计进行湿气的测量,则会导致出现流量计量值下降达到3%。
2、解决天然气流量计量误差的有效措施探讨
2.1 通过有效手段消除脉动流,减小脉动所造成的影响
  通过有效的控水采气措施,能够有效保证在不产生地层水的条件下进行气井的生产,有效保证脉动源的消除;应该保证让游离态的液体从管线中消除,对于管道内部的积液应该及时有效进行扫除,通过利用有效的自动清管系统,或者安装分液器,来实现消除管线中的积液引起的脉动问题;通过高校分离器,保证气水分离效果进一步加强。只有把天然气的水分进行有效的彻底脱除,才能保证具备的计量性能。
  为了有效对于天然气的脉动源引起的差压波动进行抑制,可以采用专门的脉动消减器,或者在合适位置设置缓冲罐;为了保证脉动对计量的影响尽可能小,还应该有效进行安装调压阀,有效保证输出压力的稳定,另外,还应该保证差压和孔径比的有效提高。
2.2 严格按照标准加工孔板和正确安装及合理选择压差量程
应该根据相应的国家标准,进行标准加工孔板工作。对于使用前的安装环节也是如此,应该严格根据标准,进行孔板节流装置的安装设计,保证孔板前阻力件形式配接具有相当的长度,根据一般情况,达到
30D即可符合要求。
如果存在场地条件不允许的情况,则应该把整流器在孔板前的直
管段上进行安装。应该要求管道线和孔板入口端面所垂直,控制器偏差
度在1度之内,禁止反向安装孔板。
应该保证压差计的正确选择和使用,对于出现压差计工作量程在30%以下的情况,应该保证对于压差计的量程进行及时更换,并调整相应的孔板规格。一般情况下,法兰取压β值应在0.2~0.75,角接取压
β值应在0.4~0.6。
2.3 通过对于日常管理的进一步加强,保证有效对于参数进行合理修正
在日常管理过程中,应该保证有效对于孔板进行清洁处理,对于损坏器件进行及时更换,并能及时修正测量流量。在日常使用孔板流量计的过程中,为了有效保证进行较为准确的计量过程,应该进行定期的检查和清理工作,包括仪表零点、仪表D/A转换通道的检查工作,检测孔板的清洗工作以及流量计算程序的核对工作,对于损坏的孔板应该进行及时有效的更换。测量精度直接受到天然气的温度、密度、压力以及压缩系数等方面的影响。
所以,应该根据实际工况要求,选择合适的仪表进行天然气的温度、密度、压力等物性参数的测量,如果出现物性参数波动的情况下,则应该及时有效地修正测量误差,尽量能做到时时测量过程进行时时修正。另外,还应该保证使得有效的巡视检查,定期做好排污工作,防止出现管道泄漏事故。
  由此,这里主要针对引起天然气流量计量误差的因素进行重点探讨,并且结合实际情况,提出有效的改进措施。由于造成流量计测量误差具有多个方面的因素,一般较难以进行综合性的量化分析。所以,应该要求相关的科技工作者积极总结实践中的经验和教训,有效完成流量计的检定和维护工作,保证具有较高的计量精度,切实提升天然气的计量工作。

 

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