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标准孔板流量计

文章日期:2019-07-27|阅读数:




      标准孔板流量计石油化工行业测量蒸汽,天然气行业中使用最多,并已标准化的 检测元件,在严格按标准制造、安装和使用的条件下,无需进行 实流检定,也能在已知的不确定度范围内进行流量测量。这一突 出的优点使孔板流量计在今后一定时期内,仍将在天然气流量 计量中占有重要地位。
标准孔板计选型及优缺点
1. 孔板流量计计量仪表选型
孔板流量计由节流装置、导压管路系统、差压计组成,具有 结构简单、制造容易,安装、使用和维护方便,可靠性高等特点。 一般正常情况下,其测量准确度能满足GB 17 2624-1993(流量 测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流 量(替代GB 2624-1981))和石油部SYL 04-1983(天然气流量 测量的标准孔板计量方法,升级为SY/T 6143-1996)标准的要 求。使用孔板流量计时各计量点的主要区别在于二次仪表的选 型配制,最常见的有两种类型:一是采用双波纹管差压计记录静 压、差压,求出静压和差压的全天平均值,玻璃棒温度计测量温 度,人工采样的平均值作为温度值;二是差压变送器与温度、压 力变送器加智能计算仪,实现天然气流量测量和计算的自动控 制及管理。双波纹管差压、静压记录仪和玻璃棒温度计是机械式 热工仪表,准确度差;并且需要人工求积来计算小时、日平均值、 累积值,人为涉及的因素太多,天然气的流量计算无法严格按照 标准执行;而智能变送器则可以实现在线实时检测积算,完全符 合标准规定的数学模型和计算方法。
2. 孔板流量计优缺点
孔板流量计按照是否可以带压更换孔板,分为一体式孔板 流量计和高级孔板流量计(高级孔板阀)。优点:原理简明,应用 技术成熟,容易掌握;适应性强,更换孔板即可实现不同流量的 测量;性能稳定可靠,使用寿命长;孔板为标准节流件,标定方便 简单。缺点:量程比小,一般为3:1-5:1;压力损失较大;计量准确 度受影响因素较多;前后直管段要求长,占地面积大。

 
标准孔板流量计
三、引起标准孔板计量误差的主要因素
1. 计量仪表误差
采用标准孔板流量计,对孔板加工的技术要求十分严格,必须符 合GB 2624-1981或SY/T 6143-2003(用标准孔板流量计测量 天然气流量)标准中的规定,否则,会给天然气流量测量结果带 来很大的误差。孔板的偏心和弯曲是孔板的制造安装和使用中 影响计量仪表精度的主要因素,有关实验表明,孔板弯曲造成的 最大误差为3.5%。孔板安装尽管安装规范一般都能够掌握,但 有些细节往往没有引起重视,导致较大的计量误差。如密封垫片 内孔未按环室尺寸加工,垫片伸出环室,干扰流体稳定流动:导 压管走向不合理,差压无法顺利传导;平衡器安装水平精度低,

 

1各类真空泵故障情况统计衰(总计156台)
年度 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 月均/%
2013 12 5 7 2 8 7 6 9 7 8 2 7 4.27
2014 5 6 4 6 9 7 6 7 5 3 5 2 3.47
2015 4 2 7 4                 2.72
 

备定期点检工作在执行情况和协调方面的看法及对今后点检工 作的改进建议,以保证点检工作的深入推行。
三、效果
自取消长期以来的计划检修模式改为实行点检定修制以 来,公司各类真空泵(组)定期点检计划执行率100%,各类故障 检修准确及时。各类真空泵(组)故障率与2011年前相比明显下 降。2013年以来持续改进,继续呈下降趋势(表1)。
2013年度月均4.27%,2014年度月均3.47%,2015年1季 度2.72%,各类真空泵月均故障率逐渐下降,避免了过修、失修 现象,有效地减少了浪费。与此同时,运行及检修人员全员参与 真空设备的维护与保养,有力地保证了所辖设备的工作状态处 于最佳,为工艺系统的安全稳定运行奠定了坚实的基础。

 
BBS309

直接产生计量误差等。
2. 节流装置的突出物
节流装置中伸入管内的垫片、焊缝等也会引起测量误差,误 差大小与突出物位置、孔板与突出物的距离以及突出等有关。有 关实验表明,当6=0.7,突出物位于孔板上游管径2倍时,产生 误差最大;若突出物位于孔板上游处,误差为16%~50%o若位于 下游,则对计量精度的影响相对较小。
3. 使用条件变化引起的误差
这种误差主要是由脉动流现象和超量程、流程频繁波动问题 弓I起的。管道中气体流速和压力发生突然变化,造成脉动流,引起 差压波动,当节流装置上出现明显的脉动流时,计量可能产生较 大误差,有关文献指出脉动流引起的误差最大可达20%~30%o此 外,由于小用户用气不均衡,气量瞬间发生急剧变化,都会导致差 压波动。超量程问题大多数是由于季节不同,用量发生变化引起 的,冬天时流量大,夏天时流量小,有可能超过所选仪表的量程, 从而引起误差。同时,城市用气而无调峰设施的计量装置,当流量 随时间频繁波动时,将会直接影响对天然气计量的准确度
4. 气质条件弓I起的误差
天然气从地层中采出来,虽然经过分离、除尘或过滤,但由于 处理不彻底或集气管网和输气干线内腐蚀物的影响,使得天然气 中混有少量的液体或固体杂质,这些杂质易聚集在孔板截面收 缩、流速突变的孔口锐边上,而孔板流量计对孔板锐边、截面及流 线的变化非常的敏感。此外,天然气中的杂质还会对孔板产生冲 刷和腐蚀,特别是对孔板直角入口边缘和测量管内壁的冲刷腐蚀 特别严重,这将影响到孔板直角入口边缘圆弧半径和测量管内壁 相对粗糙的规定标准,孔板流出系数也将发生变化,使测量准确 度达不到要求。天然气的含水量也对天然气计量准确度有着很大 的影响。美国雪佛龙公司和科罗拉多工程实验站用注水后的孔板 流量计进行计量得到了:①用孔板流量计测量气体流量,当气体 中央带少量液体时,流量测量不确定度偏高,测量的湿气流量随 胃的增加而减少,在0比为0 .7时,测得的流量偏差为-1.7% ; ②当夹带少量液体时,在0比为0.5时,表明孔板性能较好,但是 应将夹带液体在孔板上游脱出,以获得最佳的计量性能;③用旧 的孔板流量计测量湿气,流量计量值将降低3%。
5. 其他引起的误差
其他误差因素有管道泄露、人为破坏、管理不严、不合理的 积算和取值方法、计量工况偏离标准规定条件。计算方法本身不 合理,对温度、压力、气体组成的变化没有自动补偿等,也是引起 天然气计量误差的原因。特别是管道泄漏弓I起的误差也相当大。 例如,节流装置前后的差压一般都很小(0~60 kPa),管道压力 往往是它的几十倍,如发生导压管泄漏或堵塞,不仅给计量带来 误差,而且会损坏差压变送器。输气系统的泄漏有3种类型:偶 然性泄漏、长期性泄漏和普通运行泄漏。偶然性泄漏是指由于输 气系统在长期运行过程中的腐蚀和输配设备安装不当或设备发 生故障所导致的泄漏。长期性泄漏是由于输配气站本身工艺设 计的不合理或设备质量不好导致的泄漏。普通运行泄漏是指由 于某些站场管部件本身设计不当造成腐蚀从而引发的泄漏,输 气系统的泄漏绝大部分属于偶然性泄漏。造成输气系统发生泄 漏的主要原因包括:输气管道和部件长期暴露于酸性气体环境 中,造成硫化氢腐蚀;天然气中的HR、COz等酸性气体和H2O、 02等组分达不到输气系统对气质的要求造成输气管道和部件 内壁腐蚀;输气管道制管质量差导致管道螺旋焊缝的断裂;输气 管道和部件安装和焊接质量差导致管道环行焊缝和管、件之间 焊缝的断裂等等。
四、 消除标准孔板流量计误差的改进措施
1. 孔板加工及安装
严格按照标准加工孔板,正确安装,合理选择压差量程严格 按照GB 2624-1981或SY/Y 6143-1996标准中的规定加工孔 板。孔板节流装置在使用前的安装中应按照标准安装设计,根据 孔板前阻力件形式配接足够长度的直管段,一般应至少前30 Do当场地不允许时,必须在孔板前的直管段上安装整流器。孔 板入口端面必须与管道线垂直,其偏差不能超过10。安装时孔 板严禁反向,要正确使用和选择压差计,当压差计工作量程在 30%以下时,必须及时更换压差计的量程或孔板规格。法兰取 压时3值应在0.2-0.75,角接取压时5值应在0.4~0.6。
2. 气流脉动误差消除
消除脉动流,减小脉动影响,合理解决超量可以采用以下方 法消除脉动流,减小脉动流的影响。
(1) 采用分离除尘器加强气水分离;从管线中除去游离液 体,及时吹扫排出管道内积液,确保天然气计量准确性。
(2) 控制计量管段下流阀。实践证明,控制下流阀能有效的 抑制脉动流,同时对各类脉动源引起的压差波动都有抑制作用。
(3) 加装缓冲罐或设置专门脉动消减器,抑制脉动源引起的 差压波动;提高差压和孔径比;安装调压阀稳定输出压力,从而 减小脉动对计量的影响。
(4) 在满足计量能力的条件下,应选择内径较小的测量管, 使Ap 8在比较高的雷诺数下运行。
(5) 采用短引压管线,尽量减少引压管线系统中的阻力件, 并使上下游管线长度相等,以减少系统中产生谐振和压力脉动 振幅的增加。
五、 孔板计量参数的上传及流置计算
以陕西省天然气公司靖边压气站为例,现场安装孔板阀,差 压变送器,温度变送器,压力变送器。控制室内站控PLC系统有 专用的计量模块,可读取其他模拟量模板采集的流量相关参数, 包括差压、压力、温度,完成对流量的计算,温度压力补偿,这种方 式在控制成本的同时可保证一定的精度;控制室内有1746系列 PLC,模拟量采集模板1746-NI8负责采集差压、压力、温度。 MV146-AFC流量计算机模板,支持8路流量计量,流量累积。PLC 处理器将I/O模板采集的差压、压力、温度数据通过槽架背板传 给MV146-AFC,完成流量的计算后再通过背板将结果传给处理 器,供PLC逻辑程序使用、工控机显示或上传SCADA系统。
六、 标准孔板流量计日常管理
(1)加强日常管理,对参数进行合理修正在日常生产中应定 期对孔板进行清洁、维修或撤换并且对测量流量进行修正。在孔 板流量计日常使用过程中,要确保准确的计量,应至少每月一次 清洗检测孔板、检查仪表零点、仪表D/A转换通道、核对流量计 算程序,对有坑蚀及划痕的孔板应及时更换。从节流装置不确定 度的计算公式可以看出,天然气的压力、密度、温度和压缩系数


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