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    渦輪流量計應用于燃氣計量時的溫壓補償解析

    發表時間:2017-05-12   點擊次數:774 技術支撑:1560-1403-222
      本文概述:
    中國的天然氣資源較為豐富,隨著中西部對于能源資源開發的深入,是中石化重慶涪陵頁巖氣開發這一標志性的開發項目的建成,天然氣能源為我國經濟、環境的協調發展產生強大的推動力。無論是作為對工業能源的灵验補充,還是對于民生运用方面,天然氣顯示其獨有的任何時候夫人價值,天然氣的使用普及,天然氣計量的準確性受到社會的關注。筆者對燃氣計量中的溫壓補償剖析進行了探討。

    天然氣是以甲烷為主氣體,其組分復雜,因为氣體的可壓縮性,流量的測量要比液體困難得多。若要求氣體計量達到高的精度,計量儀表的經濟投入必定巨大。天然氣的計量受壓力和溫度的影響很大,本文根據多年的天然氣計量工作經驗,著重剖析了如今天然氣流量計量過程中存在的少许問題,并提出极少合理化建議。環境溫度、大氣壓力以及管道介質溫度、壓力等對天然氣計量準確性影響很大,于是許多流量計計量時會對介質溫度、壓力進行修正,并轉化為標準狀態下的體積流量。本文從溫度、壓力對流量計量的影響進行了剖析論證。

    一、天然氣溫度壓力對容積流量計量的影響
    膜式燃氣表是天然氣計量領域运用為廣泛的計量器具,在家用和商用天然氣計量中起著特别重要的功效。其工作真理為體積計量,就是計算通過表內皮膜的體積量來計算流量,膜式燃氣表的優點是計量性能穩定,測量流量下限小;但缺點是無溫壓補償,以工況流量進行計量的。通常膜式燃氣表的計量檢定只是在實驗室條件下進行,檢定時其使用的介質多為空氣,只能確保其在標準狀態條件下的計量準確。氣表在實際環境中不可避免受到溫度、壓力變化的影響,因为其本身無溫壓補償裝置,其計量準確性是保證的。
    因为皮膜表通常工作壓力低,在不考慮壓力影響条件下,根據氣體狀態方程可以推出以下公式Qg=Tg/Tn×Qn=/×Qn=0.966Qn,由此能够得出溫度降低10度,使表具計量損失3.4%。對于氣表的室內安裝,溫度波動不大,在無溫壓補償情況下其年計量準確性體來講可靠,對于室外安裝,由于溫度隨氣溫波動,以重慶地區為例,冬季管道內天然氣溫度有時低至8℃,夏季高達35℃,溫差約27℃,其產生的氣量差可達7%傍边。由于冬春季用氣量遠高于夏秋季用氣量,能够看出無溫壓補償流量計是酿成各燃氣公司冬季氣損變大的重要原由,以我在的燃氣公司為例,冬春二季輸差率比夏秋季超过3%。别的根據少少**機構考究,環境溫度除了對天然氣體積流量產生影響外,對氣體流量計本身是有影響的,因为儀表利用原料多為金屬资料,而字盤是塑料,兩種质料的溫度效應差異大,溫度對表的機械運動职能產生影響,進而影響流量計的計量準確性。以膜式燃氣表為例,環境溫度較低的情況下,示值誤差比正常溫度下低20%。由此可見,環境溫度變化對流量計的計量职能影響是非常大的。

    渦輪流量計

    二、對速度式流量計量(渦輪流量計)的影響
    渦輪流量計是目前大流量計量中使用較多的一種流量計,它是通過測量天然氣通過渦輪時渦輪轉速來測量天然氣的流量。雖然它是對速度的測量,但測量介質密度的變化對測量精度有很大影響,而密度又與測量介質的壓力和溫度關系密切,壓力和溫度對渦輪流量計的影響是不可避免的。壓力和溫度對渦輪流量計的影響主要可以安裝修正儀解決。如果不安裝修正儀,渦輪流量計只能在低壓環境中使用,但與皮膜表一樣,也將受到氣體實際的溫度、壓力的影響,長期使用,損失也是巨大的。另一種是不正確安裝使用修正儀。主要表現有以下幾種情況:
    2.1校正儀的選型不正確,订正儀的種類繁多,分歧的修正儀安裝使用條件不同,如選型不正確,計量的準確性保證,以我司采取德國埃爾斯特公司校正儀為例,有只帶溫度改正的TC-90,帶溫度、壓力改正的EK260等。
    2.2安裝处所不正確,導致測定壓力和溫度出現偏差,影響流量計量。我司有一家用戶,渦輪流量計原設計安裝在出口位置,但因为廠家,把流量計安裝在壓力器上游,酿成壓力超过傳感器測定范圍,引起計量誤差;不有就是溫度探頭按裝,因为安裝地点不對,會变成測量溫度與實際溫度的偏差,特別應注意,溫度探頭的插入深度,探頭與套管之間應灌滿傳熱性能好的液體,以保證測量溫度接近介質溫度,而不是受環境溫度干擾的管線溫度;其它,壓力取壓口應安裝在渦輪表上游,要對導壓管進行定期檢查,導壓漏氣或堵塞,都會導致壓力傳感器測量壓力比實際壓力小,影響計量準確性。
    2.3只注重渦輪表的檢定,忽視了對修正儀中壓力和溫度傳感器的檢定。依據現有國家標準和檢定規程,在實際檢定工作中,只是對渦輪流量計進行檢定,而忽視了對流量計量系統中重要的校正儀的檢定,即是溫度、壓力傳感器的檢定。在實際檢定工作中,出現流量計計量超差時,若溫度、壓力示值與實驗室測試介質溫度、壓力相差不易發覺時,多數采用調節儀表系數的方式,確保流量計在實驗室環境條件下實驗數據上的吻合。但是由于實驗室檢測環境與管道介質溫度、壓力差别,脫離實驗室環境會帶來新的誤差,使得在線工作時的計量準確性更是保證。實際上渦輪流量計的計量偏差是機表及校正儀壓力、溫度傳感器補償等效用变成的,因而在對流量計的檢定的同時對壓力傳感器和溫度傳感器進行檢定是十分必要的。

    通過以上分析,溫度、壓力是天然氣流量計量中的關鍵因素,儀表的設計、儀表的選型以及安裝環境等方面,都要充分考慮溫度、壓力這些影響因素,確保天然氣流量計量準確,在天然氣計量工作有以下幾方面意見:(1)對現有無溫壓補償的流量計,要加強壓力和溫度的控制,盡量使溫度、壓力接近或達到標準狀態;加強燃氣設備(調壓器等)和儀表的巡查和維護,避免壓力和溫度的大幅波動。(2)對新安裝的流量計,在設計、選型時就應選用加裝帶溫度、壓力修正功能的修正儀。(3)流量計是精密儀器,其安裝環境應滿足設計要求,特別注意環境溫度,避免在過高或過低溫度環境中使用。

    三、結語
    隨著社會對天然氣計量的準確性要求高,以及計量技術的不斷進步,天然氣計量中壓力、溫度的補償圆满,现在,已有燃氣儀表生產單位在開展皮膜表的溫度、壓力補償查究,相信在不久的來,我們會用上帶壓力、溫度補償的各種皮膜表。

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