流量?jī)x表資料

介質(zhì)物性對(duì)孔板流量計(jì)不確定度影響

2020年03月22日

介質(zhì)物性對(duì)孔板流量計(jì)不確定度影響

(1)標(biāo)準(zhǔn)中要求流經(jīng)天然氣的流體為氣流必須是單相的牛頓流體。若氣體含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)2%的固體或液體微粒,且呈均勻分散狀態(tài),也可被認(rèn)為是單相的牛頓流體。

在實(shí)際使用中,從井口到計(jì)量管線的過(guò)程中,天然氣通常攜帶一定量的水、脫水劑和凝結(jié)液。這些液體來(lái)自分離效果差的分離器和負(fù)荷大的脫水單元,當(dāng)流動(dòng)溫度和壓力變化時(shí)，氣體中的重?zé)N組分也會(huì)凝析出來(lái)。

美國(guó)雪佛龍公司和科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)站分別對(duì)此進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)為將經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)計(jì)量的天然氣在通過(guò)注水管注水后用孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。其結(jié)論為:①用孔板流量計(jì)測(cè)量氣體流量,當(dāng)氣體中夾帶少量液體時(shí),流量測(cè)量不確定度偏高,測(cè)量的濕氣流量隨β的增加而減少,在β比為0.7時(shí)，測(cè)得的流量偏差為一1.7%;②當(dāng)夾帶少量液體時(shí),在β比為0.5時(shí)表明孔板性能較好，但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出,以獲得最佳的計(jì)量性能;③用舊的孔板流量計(jì)測(cè)量濕氣,流量計(jì)量值將降低3%。

這項(xiàng)研究結(jié)果說(shuō)明,天然氣在進(jìn)人計(jì)量裝置以前，如果要獲得非常好的計(jì)量性能,應(yīng)完全脫除天然氣中所含的水分,對(duì)于日處理氣量近百萬(wàn)立方米的集氣站,這一點(diǎn)非常重要。

(2)孔板流量計(jì)可膨脹系數(shù)(ε)

ε = 1-(0.41十0.35β4)△p/10^6 p1k

式中:c表示等熵指數(shù)。

可膨脹系數(shù)的百分誤差為:(土4△p/p1)%。由于誤差系數(shù)的影響,如被測(cè)系統(tǒng)壓力低到4△p/p1可以和β比較,被測(cè)系統(tǒng)壓力將直接影響到測(cè)試準(zhǔn)確度。當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)壓力為高壓系統(tǒng)時(shí)，可以忽略該項(xiàng)誤差。目前在天然氣計(jì)量中差壓一般在500~ 50000Pa范圍內(nèi),靜壓在1~10 MPa范圍內(nèi)。因此ε的誤差最小為士0.0002%,最大為士0.2%(甚至?xí)?。

(3)天然氣相對(duì)密度的影響

密度參數(shù)是天然氣流量計(jì)測(cè)量中極為重要的物性參.數(shù),密度測(cè)量的不確定度對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的不確定度有著很大影響,目前國(guó)內(nèi)普遍采用測(cè)量氣流壓力、氣流溫度和定時(shí)取樣得到氣流全組分,由于壓力溫度的波動(dòng),天然氣的相對(duì)密度并不是一個(gè)固定值。

密度不確定度估算公式為:

根據(jù)計(jì)量條件估算密度帶來(lái)的不確定度:當(dāng)儀表精度較低且運(yùn)行在下限時(shí)，不確定度為士1.818%;反之不確定度則在士0.793%,由此可見(jiàn)密度在流量測(cè)量中至關(guān)重要。所以為了準(zhǔn)確進(jìn)行天然氣計(jì)量,選用在線氣相色譜儀進(jìn)行組分在線分析是十分必要的。長(zhǎng)慶氣田在向北京、陜西、寧夏以及西氣東輸供氣的外貿(mào)計(jì)量裝置上均采用了在線色譜,平均5 min采樣分析一次,能夠及時(shí)檢測(cè)到組分的變化情況,提高了計(jì)量精度。

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