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孔板流量计对天然气输差的问题解析与解决办法


文章日期:2017-08-06|阅读数:


摘 要:孔板流量计是计量天然气的主要工具,但计量得到的数值较容易产生误差,天然气的输差主要来源于管储量计算、阀门或管道泄漏和计量系统误差等。此外,受计量时间与气体组分的影响,天然气的计量误差也会存在。因此,对于天然气输送时的各种误差,有必要明确各项误差的根源,结合孔板流量计应用于天然气输送的现状,探究具体的输差影响。

  天然气净化处理后,就可以通过长距离管线进行输送。目前,天然气的计量主要使用孔板流量计。然而流量计在安装、计量与维护时很容易造成较大误差,计量误差直接影响到输送天然气的实效性。为了改进现状,对于现阶段的计量仪器有必要进行谨慎选择,运用适当的方式来计量天然气。只有全面加以改进,才能致力于减少直至消除输差,有效控制长输管道对于天然气的输送过程。
孔板流量计对天然气输差的问题解析与解决办法
孔板流量计对天然气输差的问题解析与解决办法
1、天然气输差产生的根源:
  从基本构造来看,孔板流量计具体包含了差压变送器、流量计算仪、温度与压力变送器、节流装置等。计量时,先要设置适当的参数条件,在此前提下,流量计就能依照连续性流动的基本原理来计算流量。同时,依照流量与压差的内在联系,也可以通过推导得到的输气流量。具体进行计量和运算时,首先要明确标况下的天然气体积流量、孔径比与流出系数、气体压缩因子等各项参数。经过综合推导,就可以求出的体积流量。
  目前各地在输送天然气的过程中,多数都运用了长距离的输送管线。因此,在计量时,通常选择孔板流量计。然而天然气供应方与用户之间通常都会存在输送误差,产生误差的根本原因就在于计量不准确。受到各项因素的影响,孔板流量计经常会表现出不同程度的计量误差,因此造成了较大的输差。由此可见,要想消除输差,首先就要探寻天然气输差如何受到孔板流量计的影响。只有在明确了流量计影响因素的基础上,才能通过运算得到精准的误差值。
 
2、孔板流量计对输差的影响:
  现阶段的长距离输气体系已经形成,很长时期以来,占据主导位置的都是孔板阀输气方式。在进行天然气的输送时,相关人员有必要遵照现行的标准来调控输气过程,具体需要选择适当的二次仪表并且配备孔板节流装置。到了后期养护时,设计人员也应当依照现行标准加以维护,确保在***大限度内控制输气的度。由此可见,对于天然气输差应当进行全方位的控制与调节,确保企业能获得***大的利润。具体而言,天然气输差经常受到孔板流量计的如下影响:
 
2.1、孔板变形的误差:
  在某些情况下,由于孔板受到污染、钝化或者变形影响,天然气输送就会产生误差。孔板变形的根源在于过快开启阀门,这种现状将会造成迅速增大的节流件压差。一旦压差迅速变大,就很容易冲击孔板并且造成变形现象。具体表现为:标准孔板的背流面向上凸起,而迎流面却会下陷。因此,从本质上讲,孔板变形与天然气输差二者之间具有紧密的联系。如果通过检测判定孔板不合格,且不能通过人为操作来恢复孔板的平整度,那么只能选择报废。这是因为大幅度的孔板变形将会导致较大的误差。
 
2.2、二次仪表导致的输差:
  变送器经过长期使用后,会发生相应的零点漂移。如果这种漂移呈现了负向的特征,那么通常无法符合***小限度的输出电流,因此也会造成过低的流量。反之,如果呈现了正向漂移的状态,则会造成偏高的流量。某些状况下,待输送的天然气并没有经过彻底脱水处理,因此导致气流伴有水汽。经过特定时间段后,二次仪表就会存在积液现象。在寒冷的冬季,北方地区的天然气用户对于引压管如果没有设置必要的保温措施,那么结冰后的引压管更容易造成测量偏差。由此可见,对于二次仪表有必要予以正确维护。
 
2.3、孔径比导致的误差:
  天然气输差与孔径比之间也存在密切联系,孔径比造成的误差应当包括未定系统误差、已确定的误差与随机误差。一般情况下,测量过程中的不确定度就可以表明未定系统误差。经过推算可知,标准偏差与流量不确定度之间通常存在两倍的差异。如果设置了较高的孔径比,那么与之相应的不确定度就会变得较大,这种状况很容易增大天然气输差。因此,在实际使用过程中,尽量不要选择较大孔径比的流量计。

孔板流量计示意图
图1 孔板流量计示意图

 

孔板流量计安装示意图
图2 孔板流量计安装示意图

    孔板流量计又称为差压式流量计,是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成,见图1和图2。广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单,维修方便,性能稳定,使用可靠等特点。

    根据误差理论,标准孔板配二次仪表组成的流量计量系统的误差由随机误差、已定系统误差、未定系统误差三部分组成。由于天然气的原始计量结果是取多次测量的平均值,根据误差理论可知,在测量次数足够多的情况下,可以忽略测量产生的随机误差。对于已定系统误差,一般在测量中力求对已定系统误差作修正处理,所以理论分析讨论计量装置的误差实际上只考虑仪表本身带来的未定系统误差。

3、结论:
  截至目前,很多地区在输送天然气时都选择了长输管道,因此在气体输送时不能缺少孔板阀。从输送过程的角度来讲,孔板流量计通常可以用来计算流量,这种情况下有必要安装二次仪表与一次装置。在具体设计管道以及养护设施时,都要依照现阶段的计量标准。由此可见,孔板流量计在较大程度上与天然气输差密切相关,只有运用全方位的保养与维护措施,才能确保计量的精准度。在减小输差的实践中,相关人员还需要摸索经验,对于输气成本予以全面控制,不断提升天然气输送的实效性。


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