差壓式孔板流量計計量天然氣流量的誤差分析
2013-03-20
標準孔板流量計結構簡單，操作較方便，使用技術成熟，使得其在管道計量中得到廣泛應用，據統計，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備，占整個貿易計量的50%左右。為了規范孔板流量計量，國家專門制定了GB2628和SY/T 6143計量標準，對計量系統進行了說明和要求，同時，也出臺天然氣場站儀表配備指南，對計量系統儀器儀表精度等級進行了要求。但是由于孔板流量計計量系統的結構特點,決定了會產生兩種誤差，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準條件產生的。由于人為操作的環節多，且天然氣這一物質的計量是一種連續的、不可重復的計量，若不加以適時監控，所引起的計量附加誤差相當大，尤其當天然氣作為商品進行貿易結算時，為供需雙方帶來不利影響,本文分析了產生誤差的主要原因，并提出了相應的整改措施。
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,才能達到差壓和流量之間有恒定的對應關系。但在實際生產中，α、F、ε都與某些因素有關，特別是流量系數α，它是一個影響因素復雜，變化范圍大的重要系數，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。從資料和實驗證明，流量系數α值與取壓點位置、孔板的開孔截面積和管道截面積比(m=d2/D2)、雷諾數、管壁粗糙度、孔板入口邊緣尖銳度有關。所以，標準孔板的選用應符合下列技術要求:
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應銳利,無毛刺和劃痕。
孔板開孔直徑d的內圓柱表面長度e應符合:0.005D≤.. e≤0.02D;
孔板的厚度應符合:e≤F≤0.005D;
孔板下游側出口邊緣H和孔板開孔圓柱形下游側出口邊緣I應無毛刺、劃痕和可見損傷;
標準孔板在使用過程中,會由于天然氣的侵蝕而產生變形,從而引起流量系數增大而產生計量誤差。因此孔板的材質也是保證孔板工作可靠和計量準確的一個因素。用于天然氣計量的孔板采制一般為:Cr17、Cr18Ni9TiC以及其他耐酸鋼。
孔板計量系統安裝使用時，必須符合下列技術要求:
(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(目前國內絕大部分取壓方式采用法蘭取壓)。
(3)取壓孔的軸線應與孔板上下游側2D計量管長度的內圓柱的軸線垂直，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準要求，必要時安裝整流器。
(5)導壓管應采用耐腐蝕材料，其內徑不小于6mm，長度最好在16mm以內，導壓管應垂直或傾斜敷設，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直管段以外的地方，計算氣量時應將此時所測的氣流溫度換算成孔板上游側的氣流溫度，如果溫度計安裝在孔板上游側，則溫度計套管與孔板之間的直管段長度L應滿足下列規定:當溫度計套管直徑不大于0.03D時(D為計量管內徑)，L≥5D;當溫度計套管直徑在0.03D至0.13D范圍內時(D為計量管內徑)，L≥20D。
來源：熱像儀 http://www.gffae.cn/product/thermography/
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