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  時(shí)間:2024-3-26 08:39:48

槽道式流量計在天然氣計量中應用

摘要:槽道式流量計屬于差壓流量?jì)x表,而節流裝置的設計是運用了流體力學(xué)的基本原理。因此,針對于槽道式流量計的工作原理和特征展開(kāi)分析,槽道式流量計在天然氣計量中的實(shí)際應用,希望能夠促進(jìn)企業(yè)的正確計量,并且也能在現場(chǎng)安裝環(huán)境,無(wú)法滿(mǎn)足傳統流量計使用的時(shí)候,給天然氣管輸計量,尋求一個(gè)合理的解決方案。
0引言
  目前常用的天然氣計量方式有標準孔板流量計渦輪流量計等,而這些計量計有其自身的優(yōu)勢與缺點(diǎn),標準孔板流量計的量程比小壓損大,并且對于技術(shù)會(huì )有高要求,而渦輪計量計容易受到現場(chǎng)實(shí)際情況的干擾,密度低的時(shí)候流量會(huì )下降升高,線(xiàn)性度變差并且容易產(chǎn)生腐蝕。
  因此,為了促進(jìn)這些問(wèn)題的解決,在當前天然氣計量之中開(kāi)始著(zhù)重加強對于槽道式流量計的運用,通過(guò)對于槽道式流量計的工作原理和特點(diǎn)分析,融合于天然氣計量需求,就能給一些特殊安裝環(huán)境以及運行情況不穩定的天然氣管輸計量提供相應的參考。
1槽道式流量計工作原理分析
  流量監測工作開(kāi)展中電子技術(shù)發(fā)展速度較快,二次儀表技術(shù)已經(jīng)獲得了發(fā)展,然而因為管道內的流體力學(xué)特征,不斷的使用,仍舊沒(méi)有受到人們關(guān)注,還保持原本狀態(tài),從而導致這一問(wèn)題已經(jīng)成為在相關(guān)技術(shù)發(fā)展之中,存在的主要問(wèn)題,而不管使用哪種流量計在掌握實(shí)際的流量數據環(huán)節時(shí),都需要在流量計的上游了解標準管流,這在實(shí)際運用環(huán)節比較困難,因此,整體計量結果不夠正確。
  槽道流量計的運行原理與孔板流量計較為類(lèi)似,都是將流體的連續性方程和伯努利方程作為計算基礎,傳感器使用了紡錘體,固定支撐線(xiàn)和溫度,安裝附件等.
  紡錘體在適當的位置上有較長(cháng)的等直徑段以及測量管的內壁會(huì )構成均衡的環(huán)道,在被測試的流體來(lái)到傳感器后會(huì )經(jīng)過(guò)節流紡錘體,然后再進(jìn)入到通道中,讓通道的流體使用主流鍵和管道內壁形成的環(huán)道流體兩邊,開(kāi)始重新形成環(huán)道里的流體運動(dòng)狀態(tài),保持著(zhù)勻速分布的槽道流態(tài),在流速變快的時(shí)候壓力就會(huì )降低。節流鍵的前半部與中間部分會(huì )構成壓力差,那么按照壓力差和流量的函數關(guān)系,可以幫助我們了解流體流量,所以其也屬于差壓式流量計。
  在安裝紡錘體的時(shí)候,要沿著(zhù)中軸線(xiàn)考慮力學(xué)相關(guān)的原理內容,從而使其具有更加完善的流線(xiàn)性,防止產(chǎn)生流動(dòng)分離現象,并且對于流體的阻力也會(huì )最小。紡錘體中間和側流管的內壁上會(huì )構成均勻分布的槽道,流量計壓力是來(lái)自紡錘體前半部分,測量的管壁位置形成低壓是因為后半部分。測流體接近紡錘體時(shí),速度會(huì )產(chǎn)生很大的變化,流到紡錘體頭部時(shí),速度會(huì )因為力度調整增加而變大。流體到達環(huán)形槽道后的整體速度,呈現了規律性特點(diǎn),壓力的分布更加精準,環(huán)形隧道的整體壓力會(huì )因為軸線(xiàn)位置出現下降,保持穩定狀態(tài),基本上不會(huì )形成脈動(dòng)。
  紡錘體前后支撐片,會(huì )按照飛機的機翼設計觀(guān)念進(jìn)行設計,因此擁有顯著(zhù)的流線(xiàn)性特征,阻力也會(huì )變小,會(huì )鞏固紡錘體,固定在管道上,形成對稱(chēng)。
2槽道流量計的性能特點(diǎn)分析
2.1精度比較高,擁有良好的重復性
  槽道流量計的節流鍵設計較為特別,在整體流動(dòng)速度控制上可以自主調整,所以槽道流動(dòng)的環(huán)形通道會(huì )保證取壓點(diǎn),整體壓力趨于平穩。節流裝置保證了流體的通暢,不會(huì )產(chǎn)生分流問(wèn)題和漩渦問(wèn)題也沒(méi)有附加壓力,產(chǎn)生整體節流裝置的特點(diǎn),會(huì )使差壓變送器正確切輕松的獲取較為穩定的壓力差,整體的測量精度大概在±0.5%,重復性在0.2以下,這里的重復性的含義是說(shuō)氣體與蒸汽測量環(huán)節形成的數據,液體測量環(huán)節的精度大概在±0.2%,重復性?xún)?yōu)于0.1%,呈現了流量計的基礎性能,就是測量結果正確。
2.2流量范圍大,量程比寬
  若流量計測量的流量比數值大的時(shí)候系數會(huì )形成常數,流量很小時(shí)由于流體粘性問(wèn)題形成非線(xiàn)性,就會(huì )讓流量計的非線(xiàn)性整體范圍縮小,而系數也會(huì ).在整體流量數值上保持穩定的值。在小流量非線(xiàn)性數值范圍下的流量計自身會(huì )呈現重復性特征,所以計量結果也比較正確。槽道流量計的壓力信號始終較為穩定,單表量程比可以達到10:1,按照不同的特殊需求,甚至可以達到15:1.
2.3無(wú)直管段要求,擁有較強現場(chǎng)適應力
  在流量計測量的精度上以及穩定性上管道流動(dòng)具有重要影響,但想要呈現流動(dòng)狀態(tài)難度較高,需要首先安裝和管道相對比要長(cháng)出許多的直管段,在流量計前方,還需安裝消耗能量的流動(dòng)調節器,并且對管道的長(cháng)度進(jìn)行縮短,并且即便完成了這一工序,能夠發(fā)揮的實(shí)際效果還較為有限。因為槽道流量計在使用過(guò)程之中,能迅速的直接將管道的流動(dòng)過(guò)程呈現規律化,所以紡錘體在這-環(huán)節能發(fā)揮整流功能,把流量計遭受的由于直管段長(cháng)度不足無(wú)法正常使用的問(wèn)題解決,使其能夠使用的地區多,也能幫助企業(yè)減少安裝中的成本投入。
2.4降低永久性壓力損失
  使用槽道流量計,能令流體在經(jīng)過(guò)節流件紡錘體時(shí)更加通暢,整體流動(dòng)過(guò)程不會(huì )產(chǎn)生流動(dòng)分離問(wèn)題,也不會(huì )形成漩渦。節流裝置在流體流動(dòng)層構成的阻力是摩擦阻力,紡錘體經(jīng)流體流過(guò)后,通常壓力會(huì )直接恢復,在形成更大壓差過(guò)程里還能合理降低壓力損耗,相較于侵占通道的流量計的壓力損失小很多,只有孔板流量計測量損耗的30%,相較于V錐流量計,只有50%的損耗,與文丘里管比較相似用。流量變大的時(shí)候,壓力的損失反而會(huì )變.小,這也是其他的流量計不可能達到的明顯優(yōu)勢,是槽道流量計的獨特優(yōu)點(diǎn)。
2.5保持流量系數穩定,使用壽命長(cháng)
  在對槽道流量計紡錘體設計工作進(jìn)行優(yōu)化后,能構建完善的流線(xiàn)性測量過(guò)程,長(cháng)久使用環(huán)境下流體沖擊的磨損情況減少,使槽道流量計日常使用環(huán)節整體流量系數更為精準固定,不需反復調整。并且也能確保紡錘體上的前后兩個(gè)支撐片,更牢固正確在管道相應位置上固定,具有軸對稱(chēng)特征。而支撐片是按照飛機機翼的設計理論進(jìn)行完善的,因此擁有流線(xiàn)性特征,阻力較小,整體節流裝置牢固,擁有較強的抗荷載功能,設備運用時(shí)間與管道使用時(shí)間相比較來(lái)說(shuō)更長(cháng)。
  槽道流量計包含的清洗作用,能讓節流件構成較為完善的流線(xiàn)性,因而流量計中的顆粒狀的物體都不會(huì )停留,會(huì )直接跟隨介質(zhì)流動(dòng)而被帶走。目前其余節流設備存在著(zhù)顯著(zhù)的流動(dòng)分離等諸多問(wèn)題,會(huì )導致使用環(huán)節,污染物堆積無(wú)法排出,阻塞裝置。這個(gè)也側面呈現了槽道流量計整體運用狀態(tài)更為穩定,并且能保持更長(cháng)的使用時(shí)間。
3槽道流量計的應用效果分析
3.1槽道式流量計與孔板流量計對比實(shí)驗
  將兩種流量計串連在一起,運用相關(guān)儀器記錄下每天兩種流量計測量出的數據結果,而通過(guò)對于這兩種數據內容的分析對比,能發(fā)現數據差異。實(shí)驗地區是我國的某天然氣外輸站計量,主要的內容就是天然氣外輸量。經(jīng)過(guò)10天的數據結果對比,發(fā)現槽道流量計與孔板流量計的數據累計,綜合相對誤差保持在-1.4%。所以也可以證明,這兩種流量計整體的計量結果比較類(lèi)似,在性能角度分析發(fā)現,這兩種流量計的使用結果,基本不會(huì )出現差異,可以相互代替使用。
3.2槽道流量計與渦輪流量計對比實(shí)驗
  將兩種流量計串連在一起,然后在天然氣施工現場(chǎng)安裝在對應位置上,再記錄兩種流量計的每日數據內容,計算二者之間構成的誤差,對于二者進(jìn)行對比。
  安裝地點(diǎn)是某天然氣采氣場(chǎng),主要作用就是計算天然氣的日均消耗量。二者對比分析以后能夠通過(guò)數據得知,槽道流量計和渦輪流量計的計量,兩種流量計的數值對比差距在-0.5%,所以這兩種流量計的整體計算結果基本上是一致的,而在最后幾天的計量結果則是完全一致的,因此,在實(shí)際使用環(huán)節,不論是使用哪種流量計,整體結果上不會(huì )存在過(guò)大的差異,前置管段長(cháng)度能夠降低到5D。
3.3實(shí)驗結果分析
  通過(guò)上述實(shí)驗分析得知,槽道流量計的自整流功能,能對于其他流量計在安裝環(huán)節,要求直管段很長(cháng)的問(wèn)題進(jìn)行解決,讓直管段長(cháng)度降至5D實(shí)際的現場(chǎng)使用過(guò)程之中,這一結論也充分得到了證實(shí)。然而對這兩種流量計展開(kāi)對比分析,能夠發(fā)現,無(wú)論是哪種流量計,最終記錄出來(lái)的結果,都是比較類(lèi)似的,所以市面上比較常見(jiàn)的幾種流量計,在實(shí)際的天然氣流量計量工作之中,都可以很好的發(fā)揮效果。
  通過(guò)幾個(gè)月的實(shí)驗測量結果,能夠得知槽道流量計擁有性能穩定、故障率比較低、顯著(zhù)抗干擾能力、精度高等諸多特點(diǎn)。
3.4槽道流量計應用分析
  在槽道流量計長(cháng)久運用過(guò)程之中,通過(guò)觀(guān)察能夠發(fā)現,將槽道式流量計運用在天然氣計量中,有以下幾點(diǎn)應用效果。
第一,實(shí)際運用環(huán)節,槽道式流量計對于安裝直管段和安裝同心度,沒(méi)有較為嚴格的技術(shù)要求,在直管段長(cháng)度不足的情況下,仍舊能夠較為穩定的狀態(tài)開(kāi)展正確的測量工作,比較匹配于企業(yè)的管線(xiàn)密集以及位置狹窄區域的安裝。
第二,經(jīng)過(guò)長(cháng)久對于計量數據的比對與測試,能夠發(fā)現槽道流量計的測量正確性高,并且擁有寬泛的量程比,測量的精度與其他的差壓式流量計比較而言更為正確,能夠使用在瞬時(shí)流量波動(dòng)比較大的介質(zhì)測量中。
第三,槽道式流量計在長(cháng)久運用過(guò)程之中,始終保持著(zhù)穩定的狀態(tài),沒(méi)有產(chǎn)生故障問(wèn)題以及異常波動(dòng),整體的運行維護成本與超聲波流量計而言,擁有顯著(zhù)優(yōu)勢,并且維護的成本比較低。
第四,由于槽道式流量計本質(zhì)上還是差壓式流量計,量值溯源能夠直接按照JJG640-2016《差壓式流量計檢定規程》開(kāi)展,和超聲波流量計對比來(lái)說(shuō),整體的檢定裝置資源比較多,運用的檢定時(shí)間短,費用也很低同第五,槽道式流量計不能在未知組分狀況下測量介質(zhì)的密度,因此組分的轉變比較大的環(huán)境下,就需要關(guān)注流量計計算機模塊組分值的修改和確定。因為使用的時(shí)間還不夠長(cháng),所以槽道流量計節流件和內部結構的整體磨損情況,并沒(méi)有相應的檢測結果,問(wèn)題的暴露還沒(méi)有達到充分狀態(tài),現階段不能對于流量計現場(chǎng)實(shí)際耐用情況給出判斷,后續可以通過(guò)檢定機拆卸流量計完成檢查,檢測流量計不同部件的磨損情況,從而判定流量計在現場(chǎng)的耐用性。
4結語(yǔ)
  綜上所述,槽道式流量計發(fā)揮自整流功能,解決傳統壓差流量計對于上下游較長(cháng)直管段的需求。企業(yè)的現場(chǎng)安裝條件復雜,很多環(huán)境都不能滿(mǎn)足傳統流量計的安裝需求,因此就會(huì )導致后續的測量結果產(chǎn)生較大偏差,影響裝置正常運轉,使生產(chǎn)運行管理工作具有潛在風(fēng)險,槽道流量計屬于全新的差壓式流量計,通過(guò)使用能夠發(fā)現擁有較強的現場(chǎng)適應力,并且測量的精度較高,因此在企業(yè)復雜環(huán)境下,可以通過(guò)槽道式流量計的運用,提高計量工作的質(zhì)量。

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