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差壓式孔板流量計計量天然氣流量的誤差分析
2013-03-20
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計結(jié)構(gòu)簡單，操作較方便，使用技術(shù)成熟，使得其在管道計量中得到廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計，目前孔板流量計是我國天然氣管道計量用得最多的計量設(shè)備，占整個貿(mào)易計量的50%左右。為了規(guī)范孔板流量計量，國家專門制定了GB2628和SY/T 6143計量標(biāo)準(zhǔn)，對計量系統(tǒng)進(jìn)行了說明和要求，同時，也出臺天然氣場站儀表配備指南，對計量系統(tǒng)儀器儀表精度等級進(jìn)行了要求。但是由于孔板流量計計量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),決定了會產(chǎn)生兩種誤差，一種是基本誤差，這是流量計本身所存在的誤差，第二種是附加誤差，是由于流量計在使用時偏離了標(biāo)準(zhǔn)條件產(chǎn)生的。由于人為操作的環(huán)節(jié)多，且天然氣這一物質(zhì)的計量是一種連續(xù)的、不可重復(fù)的計量，若不加以適時監(jiān)控，所引起的計量附加誤差相當(dāng)大，尤其當(dāng)天然氣作為商品進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算時，為供需雙方帶來不利影響,本文分析了產(chǎn)生誤差的主要原因，并提出了相應(yīng)的整改措施。
由計量裝置本身精確度所決定的誤差。由于孔板流量計測得的流量是根據(jù)差壓信號間接求得的。從公式可以看出，影響計量精確度的主要因素是α、F、ε等值。必須保持α、F、ε均為恒定值,才能達(dá)到差壓和流量之間有恒定的對應(yīng)關(guān)系。但在實(shí)際生產(chǎn)中，α、F、ε都與某些因素有關(guān)，特別是流量系數(shù)α，它是一個影響因素復(fù)雜，變化范圍大的重要系數(shù)，如果在計量過程中不能保證α為恒定值，則計量誤差將會較大。從資料和實(shí)驗(yàn)證明，流量系數(shù)α值與取壓點(diǎn)位置、孔板的開孔截面積和管道截面積比(m=d2/D2)、雷諾數(shù)、管壁粗糙度、孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。所以，標(biāo)準(zhǔn)孔板的選用應(yīng)符合下列技術(shù)要求:
孔板相對于開孔直徑d的軸線中心對稱;
孔板上游端面A應(yīng)于下游端面B平行，并且與開孔直徑d的軸線垂直;
孔板A面、B面應(yīng)無可見的損傷;
孔板開孔直徑d的上游測直角入口邊緣G應(yīng)銳利,無毛刺和劃痕。
孔板開孔直徑d的內(nèi)圓柱表面長度e應(yīng)符合:0.005D≤.. e≤0.02D;
孔板的厚度應(yīng)符合:e≤F≤0.005D;
孔板下游側(cè)出口邊緣H和孔板開孔圓柱形下游側(cè)出口邊緣I應(yīng)無毛刺、劃痕和可見損傷;
標(biāo)準(zhǔn)孔板在使用過程中,會由于天然氣的侵蝕而產(chǎn)生變形,從而引起流量系數(shù)增大而產(chǎn)生計量誤差。因此孔板的材質(zhì)也是保證孔板工作可靠和計量準(zhǔn)確的一個因素。用于天然氣計量的孔板采制一般為:Cr17、Cr18Ni9TiC以及其他耐酸鋼。
孔板計量系統(tǒng)安裝使用時，必須符合下列技術(shù)要求:
(1)孔板安裝時，他的開孔中心和管道中心軸線同心，而且它的端面與管道軸線垂直。
(2)孔板上下游側(cè)取壓孔軸線符合距孔板上下游端面的距離為25.4±0.8mm的要求(目前國內(nèi)絕大部分取壓方式采用法蘭取壓)。
(3)取壓孔的軸線應(yīng)與孔板上下游側(cè)2D計量管長度的內(nèi)圓柱的軸線垂直，取壓孔的軸線與孔板兩端面向外傾斜角的夾角不大于3度。取壓孔直徑不應(yīng)大于0.08D。
(4)孔板安裝需要前后直管段，直管段的長度必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，必要時安裝整流器。
(5)導(dǎo)壓管應(yīng)采用耐腐蝕材料，其內(nèi)徑不小于6mm，長度最好在16mm以內(nèi)，導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，起傾斜度不小于1:12。
(6)計量氣體溫度的溫度計最好安裝在孔板下游側(cè)直管段以外的地方，計算氣量時應(yīng)將此時所測的氣流溫度換算成孔板上游側(cè)的氣流溫度，如果溫度計安裝在孔板上游側(cè)，則溫度計套管與孔板之間的直管段長度L應(yīng)滿足下列規(guī)定:當(dāng)溫度計套管直徑不大于0.03D時(D為計量管內(nèi)徑)，L≥5D;當(dāng)溫度計套管直徑在0.03D至0.13D范圍內(nèi)時(D為計量管內(nèi)徑)，L≥20D。
來源：熱像儀 http://www.bjdaisi.com.cn/product/thermography/
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