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天然气流量计量及外表选型

引言随着自然气的广泛使用,各种不同使用状况和需求对流量计量的要求有很大的差别,同时,由于气体的可压缩性,流量的丈量,气体要比液体困

导言

跟着天然气的广泛运用,各种不同运用状况和需求对流量计量的要求有很大的不同,一起,因为气体的可紧缩性,流量的测量,气体要比液体困难得多。若要求气体计量到达适当高的精度,则计量外表的经济投进必定巨大。因而,公正挑选测量办法及功用、特性、经济适用的流量外表是十分必要的。以下就天然气的计量规范、测量办法及外表选型进行有用性介绍。

1天然气计量规范及温度、压力批改办法

(1)天然气计量规范

天然气计量以体积表明,单位:m3。因为气体具有能够布满恣意空间和可紧缩性的特性,由气体状况方程式可知,作为计量用的规范体积,有必要对压力、温度作出清晰的同一规则,离开了状况议论气体体积是没有意义的。

国家石油行业规范已清晰规则以温度293.15K(20℃),压力101.325kPa时的状况为天然气计量规范状况;但凡实践状况与此规范状况不相符时,均应按气体状况方程式进行批改。

式中:Qn—规范状况下的气体体积量,m3;
Q—作业状况下的气体体积量,m3;
t—作业状况下的气体温度,℃;
P—作业状况下的表压力,kPa;
Pa—测量时当地的大气压,kPa;
z—气体的紧缩系数。

紧缩系数z是随温度和压力而改变的,它与气体的作业压力P和气体的临界压力PC的份额(P/PC)、气体的作业温度T(K)和气体的临界温度TC(K)的份额(T/TC)有清晰的函数联系。天然气的紧缩系数z=1/F2z,超紧缩因子Fz可在国家石油行业规范SY/T6143-1996中的附录A中查出;在压力小于0.1MPa时,z=1。

天然气管网输配的实践状况是改变杂乱的,常与规范状况不相符。故需选用必定的批改办法进行补偿批改。

(2)不同区域的固定人工批改系数

当无温度、压力主动补偿设备和压力记载仪时,并在运用压力动摇不大时,可依据各区域大气压不同(北京为101.32kPa,重庆为98.32kPa,上海为101.61kPa,拉萨为65.18kPa)和温度不同拟定出当地适用的固定人工批改系数K固参阅表。

按(1)式可得:

式中:KT—均匀温度批改系数;
KP—均匀压力批改系数。

在确认的区域和一个时期内(冬天或夏日或全年),均匀温度t和均匀大气压Pa可为常数;而z随P改变,故K仅随P改变。由此可列出K-P联系确当地系列压力批改系数参阅表,依据实践压力P(由表前压力计近似读取)直接查出K固,即可按下式求出规范状况下的体积流量:

Qn=K固×Q

式中:Q—流量外表的指示读数,m3

(3)选用压力记载仪人工守时批改系数

在流量外表前设备压力记载仪,接连记载气体在24小时内的压力。将压力记载仪的起点调到当地大气压,选用100%圆图刻度记载纸,用算术均匀法或适当半径法(份额求积仪),求出静压均匀格数XP,则:

式中:Pmax—压力记载仪上限值,kPa。

选用温度计,每隔2小时记载一次温度,算出当日均匀温度,由此可求得KT,按(2)、(3)式即可得Qn。

(4)电子批改积算器

用微电子处理技能对收集的信号进行处理和核算,以完成对被测体积的准确批改。收集来自气体流量外表的脉冲信号,依据设定的脉冲当量值核算出未经批改的实践流量体积Q,并与测得的工况压力P(设定均匀压力固定值或压力传输器引入的被测当时压力)、工况温度T(设定均匀温度固定值或温度传感器引入的被测当时温度)、紧缩z(设定为固定值或输进公式主动核算)、当地大气压Pa,按(1)式进行软件规划,使其主动核算出规范体积。它可与气体涡轮番量计、腰轮番量计、漩涡流量计、膜式煤气表等合作运用。

2天然气规范孔板流量计及配套设备

规范孔板测量流量是当气体流经孔板时,其前后发生的压力不同,经过此压力差来核算流量。规范孔板是契合GB/T2624-1993的规范节省设备(规范孔板、喷嘴、文丘利管)的一种,有牢靠的试验数据。依据GB/T2624-1993规划、加工、设备的规范孔板不用独自校准或标定。

(1)节省设备的流量核算公式:

式中:Q—作业状况下的体积流量,m3/s;
ε—可胀大性系数;
△P—节省件前后的压差,Pa;
ρ—节省件上游侧必定温度、压力下的密度,kg/m3;
d—节省件开孔直径,m;
β=d/D—节省件的直径比,D为管道内径,m;
C—流出系数。与作业状况下贱束的摩擦阻力、涡流丢失、缩短状况和取压孔方位有关的批改系数,可选用试验办法求得或用Stolz方程核算给出。

(2)天然气规范孔板流量测量的有用公式

天然气选用规范孔板进行流量计量时,可按SY/T6143-1996进行流量核算,其规范体积流量核算的有用公式:

式中:Qn—规范状况下天然气体积流量,m3/s;
AS—秒计量系数,视选用计量单位而定,此式AS=3.1794×10-6,若以小时H为单位,需乘上3600。
C—流出系数;
E—渐近速度系数,

d—孔板开孔直径,mm,d=d20[1+λd(t-t20)],d20和t20分别为20℃±2℃时孔板开孔检测直径(mm)和室内温度(℃),λd为孔板资料的线胀大系数(mm/mm.c),t为天然气流过孔板时的温度(℃)。
FG—相对密度系数,,Gr为实在相对密度;
P1—孔板上游侧取压孔气流尽对静压,MPa;
△P—气流流经孔板时发生的差压,Pa;
ε—可胀大系数,ε=1-(0.41+0.35β4),k为等熵指数;
Fz—超紧缩因子,zn和z1分别为标态下和流态下的紧缩系数;
FT—活动温度系数,

式中C、ε、λd、Gr、FG、FT、Fz、z1等参数均是对实践工况转换为规范状况的批改系数,其详细数据可查该规范的相关附录表。

(3)天然气用规范孔板计量的流量积算

a)用双波纹管差压流量计积算

双波纹管差压流量计由测量孔板(差压、静压)和显现部分及附件求积仪组合而成,广州市骏凯电子科技有限公司用100%圆图刻度记载纸(即开方卡片)来记载孔板的差压△P和静压P1,由求积仪算出当日流量,按(6)式,可得实在用公式:

X104

式中:Pmax(MPa)、△Pmax(Pa)分别为外表静压、差压的上限值,XP、X△P分别为开方卡片记载的实践静压、差压的均匀格数。

关于一台确认的计量设备,当天然气成分必守时,d、Pmax、△Pmax、Gr可视为常数;当β值(即d、D值必守时)必定的节省件在雷诺数较高的区域内运用时,C可视为常数;关于特定环境下,Fz(=1/z)值根本可视为常数(供气压力低于0.5MPa时,可取z约为1);当用压力比较稳定,气量改变不很大时,则ε也可视为常数,由此K双在特定的状况下为常数。则:

依据此公式,可人工积算出一天的用气量。

双波纹差压计因为功能稳定性好,经济投进不大,常用于中、高压,大中流量的工业管线和总计量以及暂时计量中,但因人工积算不方便且积算准确受人为因素影响,现逐步被较先进的外表替代。

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