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天然气测量中孔板流量计产生误差的原因分析

来源:红器自控(江苏)有限公司 时间:2022-05-17

天然气测量中孔板流量计误差原因分析。
摘要:通常,孔板流量计的测量精度可以满足国家标准的要求,但在实际使用中,由于节流装置的设计、制造、安装和使用不符合标准要求,流量的测量精度受到影响。通过分析孔板流量计的测量原理、安装要求、仪表选择等因素,指出影响孔板节流装置测量精度的根本因素是节流装置的几何形状和流动状态是否偏离设计标准。只有在正确的工作条件下运行流量计,才能减少测量误差,保证测量精度。
在天然气测量中,*常用的是孔板流量计,它由节流装置、导压管、压差计、压力计和温度计组成。在正常情况下,其测量精度可以满足国家标准和石油部门标准的要求。然而,在实践中,由于节流装置的设计、制造、安装和使用不符合标准要求,参数选择不当、用户负载变化、手动值不准确等原因,流量测量的准确性受到不同程度的影响。因此,找出孔板流量计测量误差的原因和解决方案是与测量精度相关的重要工作。
1节流装置
1.1孔板流量计的制造和安装。
采用孔板流量计时,孔板加工的技术要求非常严格,必须符合国家标准或部级标准的规定,否则会给天然气流量测量结果造成误差。
(1)孔板偏心:实验表明,孔板偏心引起的测量误差一般在2%以内,孔径高于β值,偏心率影响较大。因此,应避免使用高β值的孔板。
(2)孔板弯曲:孔板因安装或维护不当而弯曲或变形,导致流量测量误差较大。试验结果显示,孔板弯曲产生的*大误差约为3.5%。
(3)节流装置中的突出:节流装置中延伸到管道中的垫片和焊缝也会在流量测量中产生一定的误差。误差大小与突出物的位置、孔板与突出物之间的距离以及突出物的高度有关。试验表明,当β=0.7时,突出物位于孔板上游管径的2倍,误差*大;如果突出物位于上游孔板上,误差为16%~50%。如果突出物位于孔板下游,对测量精度的影响较小。
1.2提高测量精度的途径。
(1)管道要求:国家标准对测量管道的长度、直管、圆度和内表面粗糙度有严格的技术要求。当测量管的*小长度不能满足标准要求时,会导致流量测量结果的偏差,其尺寸与孔径比β和雷诺数有关,因此整流器必须安装在孔板前的直管上,以确保测量精度。
(2)安装要求:孔板进口端面必须垂直于管道轴线,其偏差不得超过1度。安装孔板时,注意管道的安装方向。严禁反向安装,必须满足不同轴度公差的标准要求。法兰、孔板与压力提取装置之间的密封垫片厚度不得大于0.03D。垫片的安装不得突出直管段或压力提取装置的内腔,压力提取口不得堵塞,压力提取位置不得改变。新站必须在管道吹扫和运行几天后,将孔板安装在节流装置上,以免损坏或污染气体中的液体和固体杂质。
2仪表选择
为了正确选择和使用差压计,差压计的测量范围太大,流量太小。如果差压计工作在30%以下,流量测量精度将大大降低。当测量流量减小时,差压计的测量范围弹簧或孔板规格应及时更换,否则差压误差将成倍增加。
在选择仪器的压差值时,不仅要考虑孔径比β,还要使孔板压力损失后的压力满足生产需要。法兰取压β值应在0.15~0.7之间,既能保证测量精度,又能减少压力损失。
3.影响脉动流。
(1)脉动流的原因。管道中气体的流量和压力突然发生变化,导致脉动流动,可引起压差波动,使记录曲线变成宽带。①如果天然气井与气、水相同,这些井的测量压差波动;长输管道或气田管道积液引起的测量压差波动;③天然气压缩机的使用引起测量压差波动;④气井间压力干扰引起的压差波动;⑤用户气体使用不平衡,气体量瞬间急剧变化,供气压力调节阀突然打开或关闭也会导致压差波动。
(2)抑制脉冲流的方法。①消除或远离脉冲源:采用水控气,采用高效分离器,加强气水分离,及时吹扫或清洗计量管段、导压管、流量计高低压波纹管室内的冷凝液。②控制测量管段的下流阀:实践证明,控制下流阀可以抑制各种脉动源引起的压差波动。③缓冲罐:缓冲罐可以在测量管段前安装,可以储存和释放气体的能量,有效抑制各种脉动源引起的压差波动,也可以设置专用的脉动衰减装置。④增加压差和孔径比β:对于同一计量管,如果要增加压差,应降低孔板直径,以降低孔径比β。为了提高压差和孔径,必须相应地减小测量管的管径。⑤安装压力调节阀:在测量点前的入口处安装压力调节阀,以稳定输出压力,可有效降低测量精度。
节流式流量计是早期大量使用的一种测量流量的计量装置,其历史ZUI长,用量ZUI多。现在常见的为圆孔板型和锥形入口板型,其工作原理是在流体管道中加入一孔板节流件,通过导压管引入压差变送器测出节流件上、下游的压差,根据所测的压差经过计算即得出流量的瞬时值。由于导压管内水的不流动性,在较寒冷地区,冬天室外安装的孔板取压管容易冻裂(冻住),使差压仪器无法正常工作。测量较脏的污水时,孔板需经常清洗。如清洗不及时,测量精度降低,取压管经常被污物堵死,仪表无法使用。用孔板的方式测流量时还有压力损失大、维护量大等缺点。因此改变取压方式,例如用径距取压法,就可以减少孔板污物的影响。

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