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  時(shí)間:2024-4-22 09:05:19

壓力偏差對天然氣流量計檢定影響

摘要:為控制天然氣流量檢定過(guò)程中的誤差,降低各項因素對檢定結果的影響,建立了數據模型研究天然氣流量計檢定過(guò)程中壓力偏差對檢定結果的影響,結果表明天然氣流量計檢定介質(zhì)壓力偏差對檢定結果的影響較大,可以采取二次調壓措施控制壓力波動(dòng)。除了壓力偏差外,環(huán)境溫度對檢定結果也有一定程度的影響,可以采用升溫和降溫措施保證天然氣與外界溫度的一致性。
  天然氣流量計檢定過(guò)程中,檢定結果受介質(zhì)溫度、氣質(zhì)組分、壓力變化和計量設備性能等因素的影響。壓力是天然氣流量計檢定過(guò)程中一個(gè)重要因素,其極易受到沉積物、內殘液、感壓膜片性能等因素的影響,致使檢定過(guò)程中壓力不斷變化。文章中壓力偏差對流量計檢定偏差的影響,并提出壓力控制措施,以期為相關(guān)人員提供參考。.
一、天然氣流量計檢定數學(xué)模型
  天然氣流量檢定時(shí)以串聯(lián)的方式安裝于標準器:上游,檢定過(guò)程中流量計質(zhì)量mf為:
Mƒ=ms+△
  式中:△m為壓力變化導致流量計內介質(zhì)質(zhì)量變化量;ms為流量計介質(zhì)質(zhì)量。
  根據天然氣流量計狀態(tài)方程,可得流量計管容內介質(zhì)質(zhì)量m計算公式:
 
  式中:p為流量計介質(zhì)壓力;M為摩爾質(zhì)量;V為管容;R為氣體常數;Z為壓縮因子;T為管容內溫度。
  考慮到天然氣流量計檢定前和檢定后,其管容內壓力變化較小,可以認為在流量計檢定過(guò)程中壓縮因子基本物變化,其為常數;摩爾氣體常數固定不改變;介質(zhì)組分無(wú)變化;管道容積為定值,則天然氣流量計檢定前后管容質(zhì)量變化量為:
 
  由式(3)無(wú)法直觀(guān)看出壓力偏差對天然氣流量計檢定的影響,因此以下展開(kāi)實(shí)驗分析,壓力對檢定結果的影響2l。
二、實(shí)驗分析與討論
  采用便攜式流量標準裝置對口徑為DN300天然氣超聲流量計進(jìn)行實(shí)驗,實(shí)驗介質(zhì)為天然氣,天然氣組分如表1所示。實(shí)驗工作壓力為4.88MPa,實(shí)驗溫度為21℃,超聲波流量計與裝置人口管道之間的距離約為20m。
 
  在以上試驗條件下,天然氣壓縮因子Z=0.915;管道容積V=πR2=3.14x0.152x20=1.413m2;氣體常數R=8.314KJ/(kmol·k);天然氣摩爾質(zhì)量M=Σximi=16.7598x10-3kg/mol。根據以上參數,計算出天然氣管容質(zhì)量變化量為:
 
  每個(gè)流量點(diǎn)檢測時(shí)間設置為30s,天然氣流量計檢驗前后壓力和溫度差值的平均值分別為11.4、0.12,將其代人公式可得:.
 
  天然氣流量計檢定過(guò)程中,以100m3/h流量點(diǎn)為例,檢定過(guò)程中流量計介質(zhì)質(zhì)量約為:
 
  從計算結果來(lái)看,壓力偏差對對天然氣流量計檢定偏差的影響較大,為在流量計檢定過(guò)程中減小檢定偏差,需要控制氣體流量和壓力。
  除了需要考慮壓力偏差對天然氣流量計檢定偏差的影響外,還需要考慮環(huán)境溫度因素,在流量檢定過(guò)程中盡量保證外界溫度與天然氣溫度的一-致性,減小溫度變化帶來(lái)的檢定偏差。在天然氣流量計檢定過(guò)程中,可以采取加熱措施避免天然氣溫度快速下降,此外也可以采用等降壓措施,增加氣體對外界熱量的吸收能力,降低外界溫度,以此來(lái)保證外界溫度與天然氣溫度的一致性。.
三、壓力偏差影響因素解決措施.
  為了控制被測量氣體的溫度和壓力的變化,提高測量精度,必須建立壓力和溫度的控制和調節方案。
(一)天然氣壓力控制
  在天然氣流量計檢定過(guò)程中,為控制天然氣的流量和壓力,可以在天然氣過(guò)濾分離系統中設置氣.體穩壓調壓裝置。經(jīng)過(guò)穩壓罐對氣體初步穩壓后,利用壓,力調節裝置和次級穩壓罐進(jìn)行二次調壓工.作,最后根據流量計檢定壓力要求,利用調節閥進(jìn)一步控制天然氣壓力。除了安裝穩壓調壓裝置外,還可以利用流量調節閥,控制天然氣輸人流量,確保下游用戶(hù)用氣均勻性以及流量計檢定過(guò)程中天然氣流量和壓力的穩定性。
(二)天然氣溫度控制
  考慮到天然氣調壓后會(huì )產(chǎn)生焦耳-湯姆遜效應,為了防止天然氣產(chǎn)生水化物,同時(shí)控制天然氣溫度,減少溫度變化對天然流量計檢定的影響,可以采用加熱方法控制天然氣溫度,保持天然氣溫度與外界溫度的一致性。因此在多級降壓過(guò)程中,可以通過(guò)萬(wàn)江關(guān)系和絕熱節流壓差關(guān)系確定降壓級數和降壓比。如果采用等降壓方式,可以提高天然氣對外界能量吸收能力,降低外界環(huán)境溫度;蛘咴谡{壓閥裝置后安裝加熱裝置,以此來(lái)防止冷凝液的產(chǎn)生。
四、結語(yǔ)
  綜上所述,天然氣流量計檢定過(guò)程中,壓力偏差對檢測結果影響大,并且兩者呈現線(xiàn)性關(guān)系,為保證檢定結果的可靠性和準確性,可以采用壓力調節措施,如安裝壓力調節閥,對壓力進(jìn)行二次穩定,以此來(lái)保證實(shí)驗數據的正確性。除此之外還需要考慮環(huán)境溫度因素,采取升溫和降溫措施保證天然氣溫度與環(huán)境溫度的一致性,以此來(lái)減小天然氣流量計檢定誤差。

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