1 天然氣流量計類型
基于當(dāng)前天然氣計量儀器的發(fā)展?fàn)顩r,從測量原理角度分析,天然氣流量計可劃分為5類,分別為超聲波流量計、渦輪流量計、腰輪流量計、孔板流量計以及皮膜表[1-4]。各類流量計具體工作原理和特點(diǎn)等如表1所示。?
2 計量精度影響因素分析
2.1 壓力、溫度
天然氣狀態(tài)對壓力與溫度的變化十分敏感,氣體體積在計量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,根據(jù)介質(zhì)材料溫度和壓力,結(jié)合實(shí)際天然氣運(yùn)營情況,合理調(diào)準(zhǔn)天然氣標(biāo)準(zhǔn)范圍,可以有效降低計量偏差。在北方,冬夏溫差大,天然氣流量計量誤差范圍3% ~8%,倘若未制定介質(zhì)壓力和溫度計量規(guī)范,燃?xì)夤緯幸欢ǔ潭葥p失[1-4]。
2.2 計量環(huán)境溫度
天然氣計量精度也受到環(huán)境溫度變化而變化,環(huán)境溫度變化時,測量精度有所降低。長時間處于溫度不穩(wěn)定狀態(tài)會導(dǎo)致儀器出現(xiàn)問題,計量裝置中有一種儀器為流量傳感器,是一種熱膨脹性材料制成的,流量傳感器對工作環(huán)境溫度的變化感知很靈敏。計量環(huán)境溫度很低時,天然氣計量會較慢,計量誤差也會較大,一般為正常計量值的2.6 ~3.9 倍,表明工作環(huán)境溫差變化對計量儀表計量精度影響較大[5]。
2.3 技能與培訓(xùn)
儀器操作人員對計量規(guī)范的認(rèn)識以及技能的提高,有利于降低人為計量偏差。針對從事流量計量工作的人員,要加強(qiáng)技能培訓(xùn)和學(xué)習(xí),提高計量隊伍整體綜合水平,首先,要了解計量儀表性能,檢測不同壓力和溫差下儀表流量,根據(jù)工作環(huán)境選擇型號、性能合適的計量儀器 ;其次,對操作人員進(jìn)行安裝培訓(xùn),特別要了解計量器的工作原理,避免因人為操作不當(dāng)導(dǎo)致計量儀器安裝不對,引起較大的計量偏差。針對上述問題,要加強(qiáng)對工作人員技能培訓(xùn),普及天然氣流量計量誤差知識,掌握計量裝置工作原理,才能有效保證燃?xì)夤咎烊粴廨斔瓦\(yùn)行狀態(tài)安全。
3 不同類型流量計精度影響因素分析
3.1 速度式流量計計量精度分析
速度式流量計中使用廣泛的是超聲波流量計,速度式流量計還包括渦輪流量計、渦街流量計、旋進(jìn)渦輪流量計。對速度式流量計計量精度影響較大的因素主要有 :
(1) 流體密度、粘度。密度和粘度越大,計量阻力越大,計量精度會降低,只有流體流速和流態(tài)均較平穩(wěn)時,才能提高計量精度。
(2) 對渦輪流量計安裝要求。測量儀器安裝偏斜也會造成計量誤差。
(3) 機(jī)械部件。儀器部件尺寸也會對渦輪儀計量結(jié)果產(chǎn)生影響,流體含有雜質(zhì)或者流量計長時間運(yùn)行,會對成軸承壓產(chǎn)生磨損,計量準(zhǔn)確性降低。
3.2 容積式流量計計量精度分析
容積式流量計為典型的是腰輪流量計,計算流量公式如下 :
q =n·V
式中 :q 為體積流量,m3/s ;n 為轉(zhuǎn)動次數(shù),周/s ;V 為一定時間排出流量體積,m3/ 時間。
其中泄漏量對計量準(zhǔn)確性影響較大。泄漏量與流量計組成部件間隙有關(guān),部件之間的間隙越大,計量誤差越大,計算泄漏量引起的流量誤差公式如下:
在選用流量計的時候,應(yīng)注意對儀器部件間隙參數(shù)檢查,確保各項(xiàng)參數(shù)在精度允許范圍內(nèi),才能滿足誤差測量要求。
3.3 差壓式流量計計量精度分析
差壓式流量計主要為孔板流量計,對該儀器測量精度影響較大的是天然氣的流體特性、儀器本身性能、以及安裝使用條件等,具體分析如下 :
(1) 壓力和溫度。環(huán)境溫度和壓力的變化對天然氣密度、壓縮系數(shù)以及粘度都會產(chǎn)生影響,測量流體中含有雜質(zhì)可能會導(dǎo)致部件轉(zhuǎn)角口、管彎處形成沖刷和腐蝕。
(2) 儀器性能。流量計儀器孔板厚度、端面平整度、部件的軸度、取壓位置、引壓管位置的設(shè)定以及引管長度等,都會對流體積液產(chǎn)生影響,從而計量結(jié)果精度降低。
(3) 工況條件。安裝管線合理性直接關(guān)系到流量計偏離中心,直管段測量的準(zhǔn)確。同時,環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾等對測量儀器有影響。
4 結(jié)語
正確選擇流量計的種類,了解各種流量計的使用要求,對提高天然氣計量精度、降低計量偏差十分重要。操作人員應(yīng)提高專業(yè)技能和知識水平,熟悉掌握儀器儀表技術(shù)特征,減少操作誤差,提高計量精度,確保設(shè)備安全運(yùn)行。
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