差压式孔板流量计计量天然气流量的误差分析

2013-11-30 10:39:03来源: 21ic
0 引言

标准孔板流量计结构简单,操作较方便,使用技术成熟,使得其在管道计量中得到广泛应用,据统计,目前孔板流量计是我国天然气管道计量用得最多的计量设备,占整个贸易计量的50%左右。为了规范孔板流量计量,国家专门制定了GB2628和SY/T 6143计量标准,对计量系统进行了说明和要求,同时,也出台天然气场站仪表配备指南,对计量系统仪器仪表精度等级进行了要求。但是由于孔板流量计计量系统的结构特点,决定了会产生两种误差,一种是基本误差,这是流量计本身所存在的误差,第二种是附加误差,是由于流量计在使用时偏离了标准条件产生的。由于人为操作的环节多,且天然气这一物质的计量是一种连续的、不可重复的计量,若不加以适时监控,所引起的计量附加误差相当大,尤其当天然气作为商品进行贸易结算时,为供需双方带来不利影响,本文分析了产生误差的主要原因,并提出了相应的整改措施。

1 孔板流量计的结构组成及其测量原理

1.1 结构组成

孔板流量测量系统一般由节流装置(标准孔板)、压力变送器、差压变送器、铂热电阻及其流量积算仪组成。其中孔板节流装置包括孔板、孔板夹持器和上下游直管段。其结构如图1所示。

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图1 孔板节流装置的组成

1.2 测量原理

天然气经过孔板后,在孔板前后产生差压,实验结果证明,天然气的流量和差压的平方根成正比,算出比例系数也就测出了流量。

(1)差压式孔板流量计包括三部分:①现场取压部分,包括高级孔板阀、前后直管段、导压管;②温度、压力、组分补偿部分,包括现场用温度变送器、压力变送器、天然气组分分析仪计量的实时数据;③流量计算部分,指专用流量计算机(或计算仪)所安装的计量标准程序。(2)在实际应用过程中,当充满管道的流体流经管道内的节流件时,如图2所示。

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流线将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。这种计量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和.. 伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据,天然气流量计算公式为:

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根据气体易压缩、密度差异大、受温度影响特点,得出天然气流量计量的实用公式是:

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其中:Q n为标准状态下气体体积流量;A h为常数,标况下为0.008686;α.. 为特定流量系数; γre为计量管内壁流量修正系数;b k为孔板(0) 入口边缘锐利度修正系数;F r为雷诺数修正系数;ε为气体膨胀系数;d为孔板在20℃下实测的开孔口径;F a为孔板热膨胀修正系数;F 为天然气相对密度修正系数;F z为超压缩系数;F t为流体流(g) 动温度修正系数; P1为孔板上游侧绝对压力;h w为气体流过孔板时的差压。
[1] [2]

关键字:孔板流量计  结构原理  计量误差

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1130/article_8269.html
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