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上游扰流件对气体涡轮流量计准确度的影响与安


文章日期:2018-01-21|阅读数:


摘要:根据气田的计量需求,保证气体涡轮流量计在使用过程中能准确地测量天然气流量,通过具体的实验分析上游扰流件对流量计准确度的影响,为流量计的现场应用起到至关重要的指导作用,具有一定的意义。

 气体涡轮流量计是继孔板流量计之后的第二个在气田广泛应用的天然气流量计,其测量原理是利用悬置于流体中带叶片的转子或叶轮感受流体的平均流速而推导出被测流体的瞬时流量和累积流量。虽然气体涡轮流量计对测量介质的洁净度要求较高,但由于它具有对直管段的要求短以及测量准确度高、测量范围较宽等突出优点,较多地用于对仪表精度要求高的气田商贸计量中。在使用过程中,发现流量计的安装位置虽然遵循标准要求,但受上游扰流件的影响导致其对气体的测量准确度有所降低,因此通过实验作上游扰流件对气体涡轮流量计准确度的影响进行分析,为流量计在气田的实际应用提供技术支持。

1、涡轮流量计的计量性能:
  涡轮流量计的计量性能主要包括准确度等级和重复性要求等两个方面。
1.1、准确度等级:
  气体涡轮流量计的准确度等级见表1、表2。
表1 气体涡轮流量计准确度等级
表1 气体涡轮流量计准确度等级
表2 气体涡轮流量计分界流量

表2 气体涡轮流量计分界流量

分界流量 Qt参见表2。
1.2、流量计的重复性要求:
  流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的***大允许误差值的1/3。

2、流量计准确度影响的实验分析:
2.1、实验要求:

  实验用钟罩式气体流量标定装置[2]标定 DN50G65气体涡轮流量计,其准确度等级为1.5级;***小流量为 Qmin:10m3/h,***大流量为 Qmax:100m3/h;流量计量程比为1∶10;上游直管段要求:5D=50×5=250mm=25cm,下游直管段要 求:3D=50×3=150mm=15cm。
2.2、实验思路:
  实验以在流量计前端安装一对大小头作为扰流件,在扰流件和流量计之间安装不同长度的直管段。经过一定时间段的运行,确认标准装置与流量计的流量偏差以及流量计的重复性,以此分析扰流件对流量计准确度的影响[3]。
2.3、实验分析:
2.3.1、在流量计上游安装40cm 直管段,下游安装19cm 直管段实验流量计上游直管段长度大于 5D(25cm),下游直管段长度大于 3D(15cm),实验安装图如图 1 所示,
示意图如图2所示。
图1 涡轮流量计上游安装40cm 直管段下游安装19cm 直管段实验图
图1 涡轮流量计上游安装40cm 直管段下游安装19cm 直管段实验图
图2 扰流件在上游40cm 直管段处的流量计安装示意图
图2 扰流件在上游40cm 直管段处的流量计安装示意图
  实验数据如表3所示。
表3 上游40cm 下游19cm 时流量计的运行数据
表3 上游40cm 下游19cm 时流量计的运行数据
  从表3可以看出,扰流件安装在距流量计上游端较远时,其运行数据的流量偏差与重复性符合流量计的标准。

2.3.2、在流量计上游安装29.1cm 直管段,下游安装19cm 直管段实验
  流量计上游直管段长度较大于 5D(25cm),下游直管段长度大于 3D(15cm),实验安装示意图如图3所示。
图3 扰流件在上游29.1cm 直管段处的流量计安装示意图

图3 扰流件在上游29.1cm 直管段处的流量计安装示意图
  实验数据如表4所示。从表4可以看出,扰流件安装在距流量计上游端接近 5D 处时,其运行数据的流量偏差(qmin≤q≤qt 部分)>3%,不满足标准的要求,但其重复性符合流量计的标准。

2.2.3、在流量计上游安装19cm 直管段,下游安装40cm 直管段实验
  流量计上游直管段长度小于5D(25cm),下游直管段长度大于3D(15cm),实验安装示意图如图4所示。

上游 29.1cm 下游 19cm 时流量计的运行数据  
                         
                 
流量   气压  标准器 表前压  时间 脉冲数 系数 系数 重复性
    )示值()( ) ()   -1 -1  
                   
( /)(       ( )( )    
m h   KPa     Pa          
                    36.99126764 26.415      
97.4   96.6 1000 1700 36.95426739 26.39026.400 0.05  
                    36.93226745 26.396      
                             
                    45.52913312 26.571      
39.6       500   2800 45.42213296 26.53926.557 0.06  
                    45.46713307 26.561      
                               
                    37.034 5378 26.882      
19.5       200   2970 36.912 5368 26.83226.855 0.09  
                    36.967 5372 26.852      
                               
                    71.352 5487 27.435      
10.1       200   3000 71.277 5481 27.40527.428 0.08  
                    71.387 5489 27.445      
                   
系数   qt≤q≤qmax     qmin≤q≤qt 重复性 原系数 长期稳定性  
-1 流量偏差( ) 流量偏差( ) ( )   ( )  
                       
26.628   0.85         3.01   0.09        
上游 19cm 下游 40cm 时流量计的运行数据  
                           
                 
流量   气压  标准器 表前压  时间 脉冲数 系数 系数 重复性
( /)( )示值()( ) ()   ( )( )  
  KPa     Pa       -1 -1    
m h                        
                    36.93426732 26.378      
97.3   96.6 1000 1680 37.07426749 26.39426.389 0.04  
                    36.99426748 26.394      
                             
                    46.02313298 26.543      
39.4       500   2800 45.99913289 26.52526.539 0.05  
                    45.01813302 26.551      
                               
                    34.441 5375 26.862      
20.3       200   2950 35.342 5360 26.78726.827 0.14  
                    35.393 5369 26.832      
                               
                    71.565 5486 27.430      
10.1       200   3000 71.572 5486 27.43027.430  
                    71.565 5486 27.430      
                   
系数   qt≤q≤qmax     qmin≤q≤qt 重复性 原系数 长期稳定性  
-1 流量偏差( ) 流量偏差( ) ( )   ( )  
                       
26.608   0.82         3.09   0.14        
                                   

图4 扰流件在上游19cm 直管段处的流量计安装示意图

图4 扰流件在上游19cm 直管段处的流量计安装示意图
实验数据如表5所示。从表5可以看出,扰流件安装在距流量计上游端小于5D 处时,其运行数据的流量偏差(qmin≤q≤qt 部分)>3%,不满足标准 的要求,但其重复性符合流量计的标准。
 
3、结论:
  通过以上实验数据分析,即使涡轮流量计在使用过程中满足上游直管段 5D 的安装要求,也会造成一定的流量偏差,导致流量计测量准确度的降低,因此建议在流量计的安装时,上游扰流件与其安装位置的直管段要求越长越好,至少在8D 以上。


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