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孔板流量计测量天然气的计量误差与改进对策研究

作者: 来源: 发布时间:2018-03-30 16:41:13

 摘要:天然气作为我国的主要能源形式之一,持续、稳定的供给和使用对于维护工业生产的发展和人们的日常生活有着积极的意义。天然气的准确计量是实现天然气供给和合理使用的基础及前提。我国一直通过合理使用差压式孔板流量计来进行天然气的计量,但是这一仪表在测量中也存在着一定的弊端,导致出现计量误差,技术人员针对存在的问题进行全面的分析,并提出了降低误差的有效措施,提高了天然气计量的准确度。

 
1 引起天然气计量误差的原因
孔板流量计中的孔板加要求相对严格,必须与标准的要求相一致,满足技术规定,在测量天然气流量的过程中,如果不按照要求操作,可能会导致出现极大的误差,进而对生产产生影响,导致安全隐患。在制作孔板时,弯曲问题和偏心问题是存在的主要精度影响要素。
 
1.1 弯曲
孔板弯曲时,由于维修与安装方面存在问题,所以导致孔板出现形状改变或者发生弯曲。导致极大的误差发生,结合试验获取的信息和参数,孔板的极限弯曲误差约为3.5%。
 
1.2 安装
满足常规的安转要求,但是不关注不同环节中相对细致的要求和操作,导致较危险显著的误差出现。比如:导压管走向不合理,无法实现压差传导,密封垫片的加工,没没有结合环室的尺寸来执行,流通的稳定性不足,过度波动,平衡设备的水平度不满足要求,则计量不准确。
 
1.3 节流装置内突出物
对于在管子内部的垫片、焊缝,也会导致一部分误差的出现,主要的原因在于凸出物和孔板之间存在较大的距离,相对位置不合理或者自身结构突出过大。通过对大量的实验结果进行记录和分析,发现当凸出物的距离在孔板上部尺寸为管子直径尺寸两倍的地方,会导致出现的误差值最高。当凸出物处于下游位置时,不会较大的对精度产生影响,但是如果凸出物的位置是上游区域,则会产生极为显著地误差。
 
1.4 偏心和β的不确定度
节流装置内部的直管应该和孔板相对应,常规状况,孔板的直径尺寸大于β的数值越多,则偏心率对数据的精度作用越显著。可以结合标准中的公式进行计算,看也可以借助于计算机完成计算。通过计算发现,不确定度伴随与β的变化趋势相同。如果β不大于0.6,则不确定度基本不会出现改变,曲线为一条直线,当β升高时,不确定度则会发生显著地变化,不确定度处于峰值的时候,β的数值约为0.75,所以,在孔板的选择时尽可能使用孔的直径尺寸较大的。
 
2 天然气计量误差的改进措施
2.1 流量计的改进措施
对于孔板的加工,需要严格按照标准执行。节流装置在安装中要满足安装标准的要求,合理设计,结合孔板前端阻力元件的结构和特点配置适当的直管段,保证直管段的长度尺寸合理。通常大于三十倍的直径尺寸。如果场地不允许,要将整流设备安装在直管段中,孔板的进口位置和管道线保持垂直状态,不允许存在较大的偏差,控制偏差小于1度。不允许反向安装孔板,压差计的选择必须合理,如果压差计的有效量程不大于百分之三十,则要及时更新压差计的量程,后者更改孔板的规格,对于法兰的β值应该控制在0.2~0.75的范围内,角接取压时β应该处于0.4~0.6的范围内。
 
2.2 做好仪表的维护与管理,及时调整参数
在日常的仪表使用中,要定期进行孔板的清洁与维护,如果出现测量数值不准确或者精度过低、误差过大等现象,及时进行检查与维修,要做好流量计的修正工作。仪表的使用中,尽可能保证计量准确,每月检查和清洗孔板至少一次,对仪表的零点进行检查,合理实现数字和模拟的信号转换,对流量计的计算程序合理校对,如果发现存在腐蚀的位置或者发现划痕,及时换新。
 
2.3 采用可换孔板节流装置
为了在不对管线进行移动、拆卸或者中断介质传输的情况下,仍然可以实现孔板的检查、清洗或者维修与换新,可以采用可换式孔板节流装置。仪表的测量范围为3.5:1,但是在实际生产中,不同的流程都具有各自的特点,所以存在着一定的差异性,并不是全部流程都可以将测量值限制在这一范围中,如果测得的结果超过这一测量范围,则会导致测量误差出现。当定值节流装置和量程较大的变送设备、智能流量计以及计算机联合使用时,就可以实现流量计量程的极大拓展。促进传统形式的压差流量计向智能化的方向迈进。定值节流系统的引入,还可以减少人力资源的使用量,减少资金的投入量。将可更换的节流设备和定值孔板配合使用,使节流设备向着规范化、系列化的方向发展,实现了计量准确度的显著提高。
 
3 结束语
综上所述,对压差式孔板流量计测量误差产生影响的因素较多,本文主要针对计量方面产生的误差进行了详细的分析,并提出了相应的改进措施。实际测量中,在孔板流量计工作时,要合理选择一次装置以及二次仪表,认真、细致、合理的进行安装、调试、维护、检修以及校准等操作,严格执行操作规程和标准,对于在应用中出现的故障及时分析、查找原因,及时解决,强化仪表以及操作的管控,使天然气计量的准确程度稳步提高。

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