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標準孔板流量計

文章日期:2019-07-27|閱讀數:




      標準孔板流量計石油化工行業測量蒸汽,天然氣行業中使用最多,并已標準化的 檢測元件,在嚴格按標準制造、安裝和使用的條件下,無需進行 實流檢定,也能在已知的不確定度范圍內進行流量測量。這一突 出的優點使孔板流量計在今后一定時期內,仍將在天然氣流量 計量中占有重要地位。
標準孔板計選型及優缺點
1. 孔板流量計計量儀表選型
孔板流量計由節流裝置、導壓管路系統、差壓計組成,具有 結構簡單、制造容易,安裝、使用和維護方便,可靠性高等特點。 一般正常情況下,其測量準確度能滿足GB 17 2624-1993(流量 測量節流裝置用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流 量(替代GB 2624-1981))和石油部SYL 04-1983(天然氣流量 測量的標準孔板計量方法,升級為SY/T 6143-1996)標準的要 求。使用孔板流量計時各計量點的主要區別在于二次儀表的選 型配制,最常見的有兩種類型:一是采用雙波紋管差壓計記錄靜 壓、差壓,求出靜壓和差壓的全天平均值,玻璃棒溫度計測量溫 度,人工采樣的平均值作為溫度值;二是差壓變送器與溫度、壓 力變送器加智能計算儀,實現天然氣流量測量和計算的自動控 制及管理。雙波紋管差壓、靜壓記錄儀和玻璃棒溫度計是機械式 熱工儀表,準確度差;并且需要人工求積來計算小時、日平均值、 累積值,人為涉及的因素太多,天然氣的流量計算無法嚴格按照 標準執行;而智能變送器則可以實現在線實時檢測積算,完全符 合標準規定的數學模型和計算方法。
2. 孔板流量計優缺點
孔板流量計按照是否可以帶壓更換孔板,分為一體式孔板 流量計和高級孔板流量計(高級孔板閥)。優點:原理簡明,應用 技術成熟,容易掌握;適應性強,更換孔板即可實現不同流量的 測量;性能穩定可靠,使用壽命長;孔板為標準節流件,標定方便 簡單。缺點:量程比小,一般為3:1-5:1;壓力損失較大;計量準確 度受影響因素較多;前后直管段要求長,占地面積大。

 
標準孔板流量計
三、引起標準孔板計量誤差的主要因素
1. 計量儀表誤差
采用標準孔板流量計,對孔板加工的技術要求十分嚴格,必須符 合GB 2624-1981或SY/T 6143-2003(用標準孔板流量計測量 天然氣流量)標準中的規定,否則,會給天然氣流量測量結果帶 來很大的誤差??装宓钠暮蛷澢强装宓闹圃彀惭b和使用中 影響計量儀表精度的主要因素,有關實驗表明,孔板彎曲造成的 最大誤差為3.5%??装灏惭b盡管安裝規范一般都能夠掌握,但 有些細節往往沒有引起重視,導致較大的計量誤差。如密封墊片 內孔未按環室尺寸加工,墊片伸出環室,干擾流體穩定流動:導 壓管走向不合理,差壓無法順利傳導;平衡器安裝水平精度低,

 

1各類真空泵故障情況統計衰(總計156臺)
年度 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 月均/%
2013 12 5 7 2 8 7 6 9 7 8 2 7 4.27
2014 5 6 4 6 9 7 6 7 5 3 5 2 3.47
2015 4 2 7 4                 2.72
 

備定期點檢工作在執行情況和協調方面的看法及對今后點檢工 作的改進建議,以保證點檢工作的深入推行。
三、效果
自取消長期以來的計劃檢修模式改為實行點檢定修制以 來,公司各類真空泵(組)定期點檢計劃執行率100%,各類故障 檢修準確及時。各類真空泵(組)故障率與2011年前相比明顯下 降。2013年以來持續改進,繼續呈下降趨勢(表1)。
2013年度月均4.27%,2014年度月均3.47%,2015年1季 度2.72%,各類真空泵月均故障率逐漸下降,避免了過修、失修 現象,有效地減少了浪費。與此同時,運行及檢修人員全員參與 真空設備的維護與保養,有力地保證了所轄設備的工作狀態處 于最佳,為工藝系統的安全穩定運行奠定了堅實的基礎。

 
BBS309

直接產生計量誤差等。
2. 節流裝置的突出物
節流裝置中伸入管內的墊片、焊縫等也會引起測量誤差,誤 差大小與突出物位置、孔板與突出物的距離以及突出等有關。有 關實驗表明,當6=0.7,突出物位于孔板上游管徑2倍時,產生 誤差最大;若突出物位于孔板上游處,誤差為16%~50%o若位于 下游,則對計量精度的影響相對較小。
3. 使用條件變化引起的誤差
這種誤差主要是由脈動流現象和超量程、流程頻繁波動問題 弓I起的。管道中氣體流速和壓力發生突然變化,造成脈動流,引起 差壓波動,當節流裝置上出現明顯的脈動流時,計量可能產生較 大誤差,有關文獻指出脈動流引起的誤差最大可達20%~30%o此 外,由于小用戶用氣不均衡,氣量瞬間發生急劇變化,都會導致差 壓波動。超量程問題大多數是由于季節不同,用量發生變化引起 的,冬天時流量大,夏天時流量小,有可能超過所選儀表的量程, 從而引起誤差。同時,城市用氣而無調峰設施的計量裝置,當流量 隨時間頻繁波動時,將會直接影響對天然氣計量的準確度
4. 氣質條件弓I起的誤差
天然氣從地層中采出來,雖然經過分離、除塵或過濾,但由于 處理不徹底或集氣管網和輸氣干線內腐蝕物的影響,使得天然氣 中混有少量的液體或固體雜質,這些雜質易聚集在孔板截面收 縮、流速突變的孔口銳邊上,而孔板流量計對孔板銳邊、截面及流 線的變化非常的敏感。此外,天然氣中的雜質還會對孔板產生沖 刷和腐蝕,特別是對孔板直角入口邊緣和測量管內壁的沖刷腐蝕 特別嚴重,這將影響到孔板直角入口邊緣圓弧半徑和測量管內壁 相對粗糙的規定標準,孔板流出系數也將發生變化,使測量準確 度達不到要求。天然氣的含水量也對天然氣計量準確度有著很大 的影響。美國雪佛龍公司和科羅拉多工程實驗站用注水后的孔板 流量計進行計量得到了:①用孔板流量計測量氣體流量,當氣體 中央帶少量液體時,流量測量不確定度偏高,測量的濕氣流量隨 胃的增加而減少,在0比為0 .7時,測得的流量偏差為-1.7% ; ②當夾帶少量液體時,在0比為0.5時,表明孔板性能較好,但是 應將夾帶液體在孔板上游脫出,以獲得最佳的計量性能;③用舊 的孔板流量計測量濕氣,流量計量值將降低3%。
5. 其他引起的誤差
其他誤差因素有管道泄露、人為破壞、管理不嚴、不合理的 積算和取值方法、計量工況偏離標準規定條件。計算方法本身不 合理,對溫度、壓力、氣體組成的變化沒有自動補償等,也是引起 天然氣計量誤差的原因。特別是管道泄漏弓I起的誤差也相當大。 例如,節流裝置前后的差壓一般都很小(0~60 kPa),管道壓力 往往是它的幾十倍,如發生導壓管泄漏或堵塞,不僅給計量帶來 誤差,而且會損壞差壓變送器。輸氣系統的泄漏有3種類型:偶 然性泄漏、長期性泄漏和普通運行泄漏。偶然性泄漏是指由于輸 氣系統在長期運行過程中的腐蝕和輸配設備安裝不當或設備發 生故障所導致的泄漏。長期性泄漏是由于輸配氣站本身工藝設 計的不合理或設備質量不好導致的泄漏。普通運行泄漏是指由 于某些站場管部件本身設計不當造成腐蝕從而引發的泄漏,輸 氣系統的泄漏絕大部分屬于偶然性泄漏。造成輸氣系統發生泄 漏的主要原因包括:輸氣管道和部件長期暴露于酸性氣體環境 中,造成硫化氫腐蝕;天然氣中的HR、COz等酸性氣體和H2O、 02等組分達不到輸氣系統對氣質的要求造成輸氣管道和部件 內壁腐蝕;輸氣管道制管質量差導致管道螺旋焊縫的斷裂;輸氣 管道和部件安裝和焊接質量差導致管道環行焊縫和管、件之間 焊縫的斷裂等等。
四、 消除標準孔板流量計誤差的改進措施
1. 孔板加工及安裝
嚴格按照標準加工孔板,正確安裝,合理選擇壓差量程嚴格 按照GB 2624-1981或SY/Y 6143-1996標準中的規定加工孔 板??装骞澚餮b置在使用前的安裝中應按照標準安裝設計,根據 孔板前阻力件形式配接足夠長度的直管段,一般應至少前30 Do當場地不允許時,必須在孔板前的直管段上安裝整流器???板入口端面必須與管道線垂直,其偏差不能超過10。安裝時孔 板嚴禁反向,要正確使用和選擇壓差計,當壓差計工作量程在 30%以下時,必須及時更換壓差計的量程或孔板規格。法蘭取 壓時3值應在0.2-0.75,角接取壓時5值應在0.4~0.6。
2. 氣流脈動誤差消除
消除脈動流,減小脈動影響,合理解決超量可以采用以下方 法消除脈動流,減小脈動流的影響。
(1) 采用分離除塵器加強氣水分離;從管線中除去游離液 體,及時吹掃排出管道內積液,確保天然氣計量準確性。
(2) 控制計量管段下流閥。實踐證明,控制下流閥能有效的 抑制脈動流,同時對各類脈動源引起的壓差波動都有抑制作用。
(3) 加裝緩沖罐或設置專門脈動消減器,抑制脈動源引起的 差壓波動;提高差壓和孔徑比;安裝調壓閥穩定輸出壓力,從而 減小脈動對計量的影響。
(4) 在滿足計量能力的條件下,應選擇內徑較小的測量管, 使Ap 8在比較高的雷諾數下運行。
(5) 采用短引壓管線,盡量減少引壓管線系統中的阻力件, 并使上下游管線長度相等,以減少系統中產生諧振和壓力脈動 振幅的增加。
五、 孔板計量參數的上傳及流置計算
以陜西省天然氣公司靖邊壓氣站為例,現場安裝孔板閥,差 壓變送器,溫度變送器,壓力變送器??刂剖覂日究豍LC系統有 專用的計量模塊,可讀取其他模擬量模板采集的流量相關參數, 包括差壓、壓力、溫度,完成對流量的計算,溫度壓力補償,這種方 式在控制成本的同時可保證一定的精度;控制室內有1746系列 PLC,模擬量采集模板1746-NI8負責采集差壓、壓力、溫度。 MV146-AFC流量計算機模板,支持8路流量計量,流量累積。PLC 處理器將I/O模板采集的差壓、壓力、溫度數據通過槽架背板傳 給MV146-AFC,完成流量的計算后再通過背板將結果傳給處理 器,供PLC邏輯程序使用、工控機顯示或上傳SCADA系統。
六、 標準孔板流量計日常管理
(1)加強日常管理,對參數進行合理修正在日常生產中應定 期對孔板進行清潔、維修或撤換并且對測量流量進行修正。在孔 板流量計日常使用過程中,要確保準確的計量,應至少每月一次 清洗檢測孔板、檢查儀表零點、儀表D/A轉換通道、核對流量計 算程序,對有坑蝕及劃痕的孔板應及時更換。從節流裝置不確定 度的計算公式可以看出,天然氣的壓力、密度、溫度和壓縮系數


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