天然氣孔板流量計(jì)計(jì)量誤差分析
發(fā)布時(shí)間：2022-03-30 23:26:17
天然氣管道的快速發(fā)展對(duì)天然氣流量的測(cè)量提出了更高的要求。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、測(cè)量精度高，孔板測(cè)量已成為我國(guó)天然氣流量的主要測(cè)量方法，并已在全國(guó)各大油田得到應(yīng)用。根據(jù)調(diào)查，95%以上的油氣行業(yè)使用孔板流量計(jì)作為貿(mào)易計(jì)量。
天然氣孔板流量計(jì)是一種通過(guò)測(cè)量安裝在管道中的同心孔板兩側(cè)的壓差來(lái)計(jì)算流量的檢測(cè)設(shè)備。
它由節(jié)流裝置、差壓表、壓力表和溫度計(jì)組成。根據(jù)能量守恒定律和流量連續(xù)性方程，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置產(chǎn)生差壓，使用成熟可靠的儀器測(cè)量差壓、壓力和溫度，并通過(guò)流量積算器或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算天然氣流量。在實(shí)際工作中，由于計(jì)量?jī)x表的誤差和使用條件變化引起的誤差，孔板流量計(jì)的精度不能滿足要求。因此，找出引起誤差的因素并提出改進(jìn)措施，對(duì)提高天然氣的測(cè)量精度具有重要意義。
測(cè)量誤差分析；流出系數(shù)C對(duì)測(cè)量精度的影響。re小時(shí)，流出系數(shù)增大，re大時(shí)，流出系數(shù)減小。流出系數(shù)C隨流量的增加而減小。實(shí)際流量小于刻度流量時(shí)，流出系數(shù)C引起的流量誤差越大?？装辶髁坑?jì)的流出系數(shù)C不是一個(gè)固定值，它隨RE的變化而變化，但當(dāng)RE增加到一定時(shí)，變化減小。對(duì)于法蘭測(cè)壓口，re應(yīng)大于106，對(duì)于角部測(cè)壓口，re應(yīng)高于2×105
被測(cè)介質(zhì)實(shí)際物理性質(zhì)的不確定系數(shù)；天然氣相對(duì)密度對(duì)流量測(cè)量的影響從公式的推導(dǎo)可以看出，天然氣流量值與1gr的平方根成正比例變化。如果gr被視為獨(dú)立量，當(dāng)GR的不確定度為±0.5%時(shí)，由其引起的天然氣標(biāo)準(zhǔn)體積流量的不確定系數(shù)為±0.25%，天然氣的實(shí)際相對(duì)密度GR對(duì)流量測(cè)量有很大影響。
GR的不確定度是由實(shí)際天然氣相關(guān)物理參數(shù)的測(cè)定、測(cè)量和分析的不確定度引起的。例如，實(shí)際空氣組分與標(biāo)準(zhǔn)組分的偏差程度以及相關(guān)組分分子量測(cè)量的不確定度。GR的測(cè)定方法可分為兩類。一種是用實(shí)際相對(duì)密度計(jì)測(cè)量，如浮力氣體天平、動(dòng)量密度計(jì)、氣體密度計(jì)等；其次，首先用氣體分析儀分析天然氣的全部成分，然后根據(jù)天然氣的成分計(jì)算GR值。目前，第二種方法在我國(guó)得到了**應(yīng)用，但由于壓力和溫度的變化，GR不是一個(gè)固定值。使用在線色譜法及時(shí)檢測(cè)組分的變化，可以提高測(cè)量精度
天然氣壓縮因子對(duì)流量測(cè)量的影響；流量測(cè)量結(jié)果以工作條件下的流量形式給出。由于工作條件不同，需要在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下將流量轉(zhuǎn)換為氣體流量。當(dāng)壓力不高，溫度不低時(shí)，體積流量可以根據(jù)理想氣體方程進(jìn)行轉(zhuǎn)換。然而，氣體的總壓力不一定遵循理想狀態(tài)或氣體的實(shí)際狀態(tài)。天然氣壓縮系數(shù)的求解包括Katz曲線解法、Katz表格解法和查閱《天然氣壓縮系數(shù)快速參考手冊(cè)》的方法。相比之下，快速參考手冊(cè)可以快速方便地計(jì)算壓縮系數(shù)，但誤差更大。Katz表**，但由于Katz表的壓縮系數(shù)太小，當(dāng)表中沒(méi)有相應(yīng)的值時(shí)，需要通過(guò)插值進(jìn)行計(jì)算，這很難使用
膨脹系數(shù)ε對(duì)流量測(cè)量的影響ε是由于氣體流經(jīng)孔板時(shí)密度的變化而引入的校正系數(shù)，這是流量誤差的一個(gè)重要來(lái)源。當(dāng)天然氣流量低于設(shè)計(jì)流量時(shí)，實(shí)際ε低于設(shè)計(jì)ε，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果較小，相反，測(cè)量結(jié)果較大。當(dāng)實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量一致，且靜壓P1低于設(shè)計(jì)壓力時(shí)，實(shí)際ε小于設(shè)計(jì)ε時(shí)，流量測(cè)量太大，否則太小
脈動(dòng)流對(duì)流量測(cè)量的影響；脈動(dòng)流是由管道內(nèi)氣體速度和壓力的突然變化引起的。它會(huì)導(dǎo)致壓差波動(dòng)，并將記錄曲線變?yōu)閷拵А．a(chǎn)生脈動(dòng)流的原因可以是單因素，也可以是多因素，如長(zhǎng)輸管道中的液體積聚、天然氣壓縮機(jī)的使用、氣井之間的壓力干擾、用戶用氣不均、供氣壓力調(diào)節(jié)閥開度突然變化等。穩(wěn)定流是節(jié)流裝置流量計(jì)算公式的基礎(chǔ)。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)存在脈動(dòng)時(shí)，無(wú)法建立穩(wěn)定原理，影響測(cè)量精度。壓力波動(dòng)范圍越大，測(cè)量誤差越大。因此，為了保證測(cè)量值的準(zhǔn)確性，必須抑制脈動(dòng)
隨著微傳感器和微機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，
天然氣孔板流量計(jì)測(cè)量已逐漸走向在線、實(shí)時(shí)和智能化。改進(jìn)傳感器技術(shù)，提高天然氣計(jì)量精度是非常有效的。將測(cè)量傳感器和用于收集、存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)的電子元件集成到一個(gè)模塊中的集成系統(tǒng)將成為體積更小、功能更強(qiáng)、價(jià)格更低的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。隨著天然氣輸送管道的不斷完善，現(xiàn)有的天然氣計(jì)量技術(shù)也需要改進(jìn)。
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