多方面由技术上分析孔板流量计

作者: clcc123 日期: 2017-04-20 16:02:09 人气: - 评论: 0

  差压孔流量计适用于大口径管道测量;结构简单,安装方便;无移动部件,性能可靠,耐用;应用具有悠久的历史,标准要求; 差压孔流量不需要标准标准制造的标准板; 差压孔流量计缺点:压力损失不适合长距离管道测量;范围较小;直管段前后长,面积大;输出信号为模拟信号,重复性不高;流量计的精度很复杂,难以提高测量精度。

一,不确定性分析
减压差压流量计不确定度计算公式:

(1)其中方程流相对不确定度,%,EC,Eε,ED,Ed,Eρ,EΔp-是%C,ε,D,d,ρ,Δp, - 直径比,无量纲的相对不确定度。
1.孔板流量计计算公式描述流体流动状态真实性不确定因素
多年来,中国的天然气测量一直是以量流量为依据,即大气压(101.325kPa),天然气量20℃时,相应的体积流量。根据标准,天然气流量的标准体积计算为

[2]

(2)其中:qsc标准天然气体积流量,m3 / s; As-second计量系数,无量纲,As = 3.1794×10-6; - 流出系数,无量纲;渐近速度系数,无量纲; d孔口径,mm; FG相对密度系数,无量纲; ε膨胀系数,无量纲; F2因子,无量纲; FT流量温度系数,无量纲; p1孔板上游压力室气压绝对静压MPa Δp气流通过孔产生的压差,Pa。
流出系数C是通过节流装置的实际流量值与理论流量值的比值。它是在上游直管段在长实验条件下,孔节流装置满足规定的技术指标下的校准校准,仅具有测量特性。

(3)其中:直径比β= d / D; D值单位为mm;当间距按照法兰压力模式,L1 = L2 = 25.4 / D;当桨距与角度压力模式一致时,L1 = L2 = 0。
根据规格,孔径d,测量管道直径JD,直径比β和直径雷诺数ReD限值应符合表1的规定。
表1直径,管径,直径比和雷诺数极限表

 

法兰取压

 角接取压 

 D≥12.5mm

D≥12.5mm

 50m≤D≤1000mm

 50m≤D≤1000mm

 0.20≤β≤0.75

 0.20≤β≤0.75

 ReD≥1260β2D

 ReD≥5000(用于0.20≤β≤0.45)ReD≥10000(用于β>0.45)

当气流在管口完全充满管之前,并且使用湍流状态时,当0.67πβ≤0.75%时,β≤0.6,±β时,流出系数C的百分比误差为±0.6%。
 2.测量介质的实际物理性质的不确定性
 2.1多相非牛顿流体[3]〜[5]
 流过流量计所需的流体必须是单相牛顿流体。但是在油气田领域的液体中含有颗粒杂质或气泡,气滴或固体颗粒难以完全避免这个问题是关键,这些分散相的数量将影响到这一基本特征的确定极限非常重要,实验研究的未来极限是流量计开发的内容。
 美国雪佛龙和科罗拉多州工程测试站的实验结果表明:(1)用孔板流量计测量气体流量。当气体夹带小体积时,流量测量不确定度高,测量的水分流量(2)当少量液体时,当β比为0.5时,表明孔口性能更好,但将被夹带少量液体,流量的测量偏差为-1.7%(3)用旧孔板流量计进行水分测量,流量测量将降低3%。 (3)用旧孔板流量计进行水分测量,流量测量将降低3%。
 2.2天然气的相对密度
 密度参数是天然气测量中非常重要的物理参数。密度测量的不准确性对整个测量系统的不准确性有很大的影响。根据测量条件估算不确定度造成的密度:当仪器低精度运行在下限时,不确定度为±0.818%;另一方面,不确定度在±0.793%,因此可见密度在流量测量中重要,所以为了准确进行天然气测量,使用在线色谱分析在线分析是非常必要的。
 重要设备的不确定性(如开孔直径和直径比)
 规格规定,标准孔板是通过机械加工得到的圆形孔板。其孔口圆柱形圆柱面和孔板上游端垂直,边缘锋利,孔口厚度和孔口直径比相对较小。测量管中孔板的一部分应与测量管轴线圆形同轴。孔板的两端应始终平坦且平行3.1孔板偏心
 根据GB2624-81,孔板应与节流装置中的直管对准。 实验表明,由孔的偏心引起的测量误差通常在2%以内,孔径越大偏心越大,孔板应越大。

 

3.2孔板弯曲
 由于安装或维护不当。使孔板弯曲或变形,导致流量测量误差较大。在法兰压力上对孔进行试验,孔口弯曲大误差约3.5%,见图1。
 3.3边缘边锋锐度
 入口边缘处的孔板的磨损是尖锐的或腐蚀的,或者孔管内的焊接或计量的法兰垫圈将导致实际的流动系数增加并降低差压,导致计算量小。
 二,提高测量精度的措施
 1.清除气流中的脉动流
 管道中气体的流量和压力突然变化,导致脉动流动,导致压差波动,节流装置的流量计算公式基于孔板的稳定流量。当测量点有脉动现象时,稳定性原理不能建立,从而影响测量精度,导致测量误差。
 脉冲流的总不确定度等于根据GB / T2624-93计算的测量误差和脉动附加不确定度的测量。 

(4)其中:ET - 脉动附加不确定度,无量纲; - 轴向时速,m / s; - 速度脉动分量的均方根分量,m / s。 (公式应用条件≤0.32)因此,为了保证天然气测量的精度,必须抑制脉动流量。常见的措施是:
 (1)满足计量能力的条件,应选择较小直径的测量管,以提高压差和开口率;
 (2)采用短压管道降低管道阻力,并使上游和下游管道的长度减小,使系统产生共振和压力脉动振幅增大;
 (3)消除管道中的自由液体,管道中流出物引起的脉动可由自动清洗系统或低安装分配器处理。
 2.计量装置的设计和安装应符合规格要求
 测量孔板流量计精度的根本原因是节流装置的几何形状和流动动力学是否偏离了设计标准。因此,使用该过程必须定期进行系统校准,维护工作,为实际使用压力,温度,流量等条件的变化参数应及时修改。可用于补偿计算机集成程序的流量,减少测量误差,保证测量精度。
 3.避免人为测量错误加强测量管理,提高操作员的技术素质,积极引进国外先进气体测量技术的吸收。

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