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天然气流量计量影响因素及对策探讨
点击次数:970 发布时间:2016-08-31

1、 孔板流量计
1.1工作原理
依据能量守恒的原则, 静压能与动压能之间在一定的前提下能够互相进行转化, 天然气在流过孔板以后流动的速度比之前要快,使静压能减小, 这时可以通过对孔板前后位置静压能之间的差额计算出天然气的流量。

在公式中: q vn 表示流量; A vn 表示计量系数; C表示流出系数; E表示渐进速度系数; d表示以毫米为单位的孔板开孔直径; F G 表示相对密度系数; ε表示可膨胀系数; F Z 表示超压缩系数; F T 表示流动温度系数;P 1 表示孔板上游静压(MPa);Δp表示静压差(Pa)。
1.2影响因素分析
(1) 天然气由于自身特点会对计量结果造成一定的影响。 首先, 天然气的温度和压力状态不稳定, 外界环境的温度变化会影响天然气的温度和压力也发生改变, 进而会导致计量检定结果不。 其次, 天然气中通常都会带有杂质, 有的会对流量计的接触面进行腐蚀, 同样会对流量计的计量检定结果造成影响。
(2) 孔板流量计由于自身元器件出现问题也会对计量结果的
准确性造成一定的影响, 具体有: 引压管过长; 引压管所在位置低;静压能取值位置不对; 孔板上游端面平度不够; 取压孔堵塞或加工不合规范; 节流件的轴度不同等方面的误差。
2、 涡轮流量计
2.1工作原理
涡轮流量计的工作原理主要是以动量矩守恒定律为核心, 天然气通过流量计时涡轮开始转动, 涡轮的转动速度和天然气的流量成一定比例进行变动, 因此, 在涡轮流量计开始工作时可以通过涡轮的旋转速度推算出天然气的流量, 然后显示在仪表上面。天然气如果处于层流状态, 流量计的仪表系数可以用公式表示为:

在公式中: Z表示叶片的个数; θ表示轴线和叶片之间的夹角度数; r表示叶片半径的平均数值; A表示截面积; ρ表示密度; μ表示粘度; C 1 表示常数。
天然气如果处于湍流状态, 流量计的仪表系数可以用公式表示
为:

在公式中: C 2 表示常数。
天然气如果处于湍流状态时, 仪表系数和天然气自身的特点没有太大的关系, 只和流量计本身的构成相关, 是一个固定的数值。
涡轮流量计的工作原理就是基于这一区间推算出的天然气流量数据。
2.2影响因素分析
(1) 天然气由于自身特点会对计量结果造成一定的影响。 首先, 在涡轮流量计工作原理的分析中能够发现, 如果想要流量计处于较好的计量状态, 应当使天然气一直在湍流状态下, 涡轮流量计
只有处于这样的前提条件之下, 其仪表系数才会是一个固定的数值, 不会受到天然气流量大小的影响。 其次, 天然气的旋涡流与流通快慢的分布情况是涡轮流量计计量检定结果的主要影响因素, 所
以在安装涡轮流量计布管的时候, 在管路上游安装的直管段长度需要在15D以上, 在管路下游安装的直管段长度需要在4D以上, 如果是涡轮流量计自身配置有整流器, 直管段的长度就能稍短一些。
(2) 涡轮流量计元器件受损、 机械阻力等因素同样会对其计量检定结果构成影响。 因为天然气通常都会有一定的杂质, 部分杂质会对叶轮、 轴承等元件进行腐蚀, 使各个元器件之间的摩擦阻力增
加、 形状发生改变, 或者有杂质卡在各部件之间使其停止运转, 进而影响涡轮流量计的计量检定结果的准确性。
3、 腰轮流量计
3.1工作原理
当天然气进入腰轮流量计时, 天然气的推动力作用在计量室上方的腰轮上面, 使其沿顺时针开始转动, 下方的腰轮在驱动齿轮的带动下开始沿逆时针进行转动, 在两个腰轮的持续转动下, 天然气
持续的从计量室通过, 天然气的流出量是计量室有效空间的四倍。因此, 流量计的腰轮转动一下就会流出一定的量, 利用一定时间内腰轮转动的情况, 可以推算出流经流量计的天然气总量。
天然气流过的体积误差用公式为:

在公式中: E表示体积相对误差;q表示腰轮流量计量室容积;α表示齿轮比常数;ε表示天然气泄露的流量;Q表示天然气的流量。
在此公式中我们能够发现, 天然气流通量过小的时候ε≈Q,腰轮流量计不能成功计数, 测出的误差过大。 天然气流通量过大的时候, 进出口的压差也会随之加大, 天然气泄露的流量也会跟着加
大, 进而造成体积误差加大。 因此, 天然气的流通量太大或者太小都会影响腰轮流量计计量检定结果的准确性, 在使用腰轮流量计时需要将天然气的流通量控制在一定的范围之内, 这样才可以保证
计量误差为一个固定数值。
3.2影响因素分析
(1) 在使用腰轮流量计进行计量检定时, 天然气的泄露量是影响其计量结果准确性的一个非常关键的因素。 腰轮流量计的泄露量指的是天然气在进入流量计之后, 因为腰轮等元件与外壳之间存在
一定缝隙而额外流出, 没有被统计到的天然气的流量。 泄露的严重与否和腰轮等元件与外壳之间缝隙的大小有着直接, 在缝隙太大的时候, 腰轮流量计的计量结果就会不准确, 反之则会有较为准确的计量结果。 因此在腰轮流量计安装使用的过程中, 需要提前考虑到天然气的杂质、 流量等情况是否符合该流量计的使用范围, 确保流量计量结果的准确性。
(2) 测量范围的确定。 在图1中我们能够发现, 该流量计如果想要计量误差为一个恒定数值, 就需要将其控制在一个固定的范围之中, 如果超出这个范围了 , 计量误差就会迅速加大。
4、 天然气流量计使用对策分析
4.1选用合适的流量计型号
在选取流量计的型号前, 需要首先掌握各种类流量计的工作原理及其各种影响因素, 并且需要综合考虑天然气用户的使用情况与实际管道施工排放情况。 例如: 孔板流量计具有技术发展成熟、 便
于安装维护、 标准规程全面、 构造较为简单等优点, 不过其检定范围相对较窄、 容易压损、 重复性偏低, 适合调压站、 门站、 输气干线站场等地方使用; 涡轮流量计具有重量轻、 体积小巧、 方便安装维护等优点, 不过需要较大的初始流量, 并且需要使天然气的流行状态稳定, 既是需要天然气消耗量大且稳定的工业用户、 调压站等;腰轮流量计对天然气的流动状态没有太大的条件要求, 不必安装直管段, 起始流量要求小, 不过腰轮流量计要重很多, 体积也比较大,需要天然气中没有太多杂质, 适合饭店、 宾馆等不定时使用并且使用量较小的用户。

4.2安装维护工作需要科学合理
首先需要在天然气流量计安装时进行严格把关。 在安装工作进行前就需要仔细吹扫一下要用到的管道, 杜绝粉尘、 PE屑等杂质对流量计破坏的可能。 对天然气纯净度有要求的旧需要加装过滤器,
并且对其进行定期清理、 更换。 涡轮流量计在安装时通常需要保持水平状态, 并且按照要求确保上下游都留有一定长度的直管段, 腰轮流量在安装时通常需要保持垂直状态, 这样安装可以保证其有一定的自洁净能力。
其次, 在对天然气流量计进行日常维护时也要严格把关。 定期给腰轮与涡轮流量计补充润滑油, 监控天然气的流通情况, 避免流量计长时间超负荷运转, 延长轴承等部件的使用寿命。 定期检查流
量计的运转情况, 将其显示的压力值与管道里面的压力表读数进行比对, 检查其是否存在误差。 将流量计的检测结果与用户的实际消耗量进行对比, 检查结果是不是相同。 对使用中的流量计进行定期检定、 校准。
再有, 流量计如果安装有远程监控系统, 那么就需要做好计量柜的接地保护措施, 不然流量计的计算仪在打雷时可能会出现黑屏或者不过气走字等情况。
近年来, 随着天然气产业的持续发展, 政府部门对能源计量与绿色能源开发的重视, 对天然气计量检定结果的准确性将会处于十分关键的地位。 相关从业人员需要积极学习并熟练掌握各种型号流量计计量影响因素及其适用的范围, 尽量在流量计类型选择、 安装、 使用与日常维护等过程中降低不利因素的干扰, zui大限度确保计量检定结果的准确性。

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