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天然氣計(jì)量輸差分析及控制研究

時(shí)間：2020-07-23 11:31:42 來源：本站點(diǎn)擊：804次

輸差往往造成天然氣供需雙方交接差

，如果輸差較大的話就不能反映實(shí)際值，甚至引起計(jì)量糾紛

。因此

，有必要對天然氣的輸差問題作深入研究，以確定交接雙方都能夠接受的允差范圍

。本文即對計(jì)量引起的輸差作簡要探討

，并提出減少計(jì)量誤差的措施。

1 天然氣計(jì)量誤差影響因素分析

1.1 基本誤差

由測量裝置本身準(zhǔn)確度所決定的誤差

。

由于孔板流量計(jì)測得的流量是根據(jù)差壓信號(hào)間接求得的。從公式可以看出

，影響測量準(zhǔn)確度的主要因素是α

、F、ε等值

。必須保持α

、F、ε均為恒定值

，才能達(dá)到差壓和流量之間有恒定的對應(yīng)關(guān)系

。但在實(shí)際生產(chǎn)中，α

、F

、ε都與某些因素有關(guān)

，特別是流量系數(shù)α

，它是一個(gè)影響因素復(fù)雜，變化范圍大的重要系數(shù)

，如果在測量過程中不能保證α為恒定值

，則測量誤差將會(huì)較大。

從資料和實(shí)驗(yàn)證明

，流量系數(shù)α值與取壓點(diǎn)位置

、孔板的開孔截面積和管道截面積比（m=d2/D2）、雷諾數(shù)

、管壁粗糙度

、孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。

1.2 附加誤差

在流量計(jì)的安裝和使用過程中

，沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求和設(shè)計(jì)所提供的數(shù)據(jù)而找成的誤差。這種誤差的大小是無法估計(jì)的。但是通過對造成誤差因素的分析

，可以將誤差降低

。孔板流量測量系統(tǒng)安裝使用時(shí)

，必須符合下列技術(shù)要求：

①孔板安裝時(shí)

，他的開孔中心和管道中心軸線同心，而且它的端面與管道軸線垂直

；

②孔板上

、下游側(cè)取壓孔軸線符合距孔板上、下游端面的距離為25.4±0.8mm的要求

；

③取壓孔的軸線應(yīng)與孔板上下游側(cè)2D測量管長度的內(nèi)圓柱的軸線垂直

，取壓孔的軸線與孔板兩端面向外傾斜角的夾角不大于3度

。取壓孔直徑不應(yīng)大于0.08D

；

④孔板安裝需要前后直管段，直管段的長度與孔板上游側(cè)局部阻力件的形式和直徑比β有關(guān)

。

⑤差壓信號(hào)管路的安裝：孔板節(jié)流裝置安裝于現(xiàn)場嚴(yán)酷的工作場所

，在長期運(yùn)行后，無論管道或節(jié)流裝置都會(huì)發(fā)生一些變化

，如堵塞

、結(jié)垢、磨損

、腐蝕等

。檢測件是依靠結(jié)構(gòu)形狀及尺寸保持信號(hào)的準(zhǔn)確度，因此任何幾何形狀及尺寸的變化都會(huì)帶來附加誤差

。麻煩的是，測量誤差的變化并不能從信號(hào)中覺察到

，因此定期檢查檢測件是必要的

。可以根據(jù)測量介質(zhì)的情況確定檢查的周期

。

2 提高計(jì)量精度的途徑分析

天然氣流量測量精度與孔板和取壓裝置

，管道條件、安裝質(zhì)量

、天然氣質(zhì)含量等多種因素有關(guān)

。當(dāng)這些因素發(fā)生變化時(shí)，所涉及的參數(shù)也隨之發(fā)生變化

。所以

，為了保證測量精度

，必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

，確保節(jié)流裝置的安裝質(zhì)量

。

2.1 選好節(jié)流裝置

要提高測量精度，要適當(dāng)?shù)臎Q定節(jié)流裝置的孔徑

，管徑和流量計(jì)測量

。在計(jì)量管內(nèi)徑比（D）不變時(shí)，截面比（m）越小測量精度越高

；m不變時(shí)，D越大測量精度越高

?div id="m50uktp" class="box-center"> ？梢栽诒ＷC經(jīng)節(jié)流裝置的天然氣雷諾數(shù)大于臨街雷諾數(shù)，其流量系數(shù)恒定前提下

，增大D而減小m

，有利于提高測量精度。

2.2 調(diào)整計(jì)量儀表

計(jì)量工作還必須適應(yīng)經(jīng)常性的氣量調(diào)節(jié)的情況

，在增大或減小計(jì)量時(shí)，為了滿足測量精度的要求

，可以：①在m為0.1～0.3范圍內(nèi)

，更換孔板以改變壓差，滿足壓力計(jì)范圍50%～90%要求

；③并聯(lián)不同規(guī)格的差壓計(jì)

；④并聯(lián)或更換不同管徑的節(jié)流裝置；⑤對氣量變化幅度和頻率大的“調(diào)節(jié)氣源”和用戶

，使用高級型孔板閥可以獲得較好的測量效果

。

2.3 管道

計(jì)量管長度、直管

、圓度和內(nèi)表面粗糙度等都有嚴(yán)格的技術(shù)要求

。當(dāng)計(jì)量最小長度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，會(huì)給流量結(jié)果帶來偏差

。其大小與孔徑比β和雷諾數(shù)有關(guān)

，所以必須在孔板前面的直管上安裝整流器，才能保證計(jì)量精度

。

2.4 節(jié)流裝置的安裝

孔板入口端面必須與管道軸線垂直

，其偏差不能超過1°。安裝孔板時(shí)要注意裝入管道的方向

，嚴(yán)禁反裝

，必須符合標(biāo)準(zhǔn)對不同軸度公差的要求。法蘭、孔板與取壓裝置之間的密封墊片厚度不得犬于0.03D

。墊片的安裝不得安入直管段內(nèi)或取壓裝置內(nèi)腔

，不得擋出取壓口及引起取壓位置的改變。

3 天然氣計(jì)量輸差控制的具體措施分析

3.1 附加計(jì)算誤差

雙波紋管差壓計(jì)是一種瞬時(shí)流量計(jì)

，接GB2624—81標(biāo)準(zhǔn)要求

，在測量時(shí)間內(nèi)測量參數(shù)差壓hW和溫度t應(yīng)保持穩(wěn)定不變才能保證流量測量精度。但由于多種原因

，差壓計(jì)流量卡片上記錄曲線大都是波動(dòng)的

，采用大平均法人工計(jì)算流量帶來的誤差叫附加計(jì)算誤差，它并不能代表瞬時(shí)流量的積分值

，與實(shí)際流量是有誤差的

。這時(shí)可以采取以下方法進(jìn)行修正：①加裝穩(wěn)定壓裝置，為了保證計(jì)量精度

，消除附加計(jì)算誤差

，在節(jié)流裝置前應(yīng)加裝調(diào)壓器，以保持氣體壓力基本穩(wěn)定

，應(yīng)可保持一個(gè)參數(shù)穩(wěn)定避免引起附加計(jì)算誤差

；②采用壓力、溫度自動(dòng)補(bǔ)償積算器

，能自動(dòng)將變化著的靜壓力P

、溫度T和差壓hW積入積算器進(jìn)行計(jì)算，求出每一時(shí)刻瞬時(shí)流量并自動(dòng)累計(jì)顯示流量

，從而克服大平均法所帶來的附加計(jì)算誤差

；③搞好站場調(diào)壓以使流量計(jì)靜壓保持基本穩(wěn)定。

3.2 消除脈動(dòng)流的影響

管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化

，造成脈動(dòng)流

，節(jié)流裝置上出現(xiàn)明顯的脈動(dòng)流時(shí)可能產(chǎn)生較大的誤差，為了獲得準(zhǔn)確的計(jì)最

，可采用下列方法消除脈動(dòng)流的影響：①采取控水采氣

，保持氣井在不產(chǎn)地層水的條件下生產(chǎn)，消除引起差壓波動(dòng)的脈動(dòng)源

；采用高效分離器

，加強(qiáng)氣水分離，及時(shí)排除管道積液

；對積存在計(jì)量管段

、導(dǎo)壓管、流量計(jì)高低壓波紋室中及管道中的凝析液及時(shí)吹掃或清管

；②試驗(yàn)證明

，采取控制計(jì)量管段下流閥的方法

，抑制脈動(dòng)流效果很好。在控制下流閥時(shí)

，只要靜壓指針上升1～2格

，差壓的脈動(dòng)幅度就會(huì)減少80%～90%，實(shí)踐證明

，控制下流閥

，對各脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)都有抑制作用；③為了減少脈動(dòng)現(xiàn)象

，可在測量管段前加裝緩沖罐

，可儲(chǔ)存和釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)

。也可設(shè)置專門的脈動(dòng)衰減器

；④對于同一條計(jì)量管道，若要提高差壓

、就要降低孔扳直徑，使孔比β降低

，為了使差壓和孔徑比都要提高，必須相應(yīng)減小計(jì)量管管徑

；⑤在流量點(diǎn)前入口處加裝調(diào)壓閥

，穩(wěn)定輸出壓力，可有效地減少脈動(dòng)現(xiàn)象對計(jì)量精度的影響

。如有可能

，采用綜合治理辦法消除脈動(dòng)現(xiàn)象，效果會(huì)更好

。

除上述措施外

，還要注意強(qiáng)化管理提高天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)，并盡可能的采用先進(jìn)的天然氣計(jì)量技術(shù)

，以提高計(jì)量精度

，從而減少輸差。

參考文獻(xiàn)

[1]賈宗賢.天然氣管道輸送計(jì)量輸差的控制[J].油氣田地面工程

，2008

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