摘 要:孔板流量計(jì)是計(jì)量天然氣的主要工具,但計(jì)量得到的數(shù)值較容易產(chǎn)生誤差,天然氣的輸差主要來(lái)源于管儲(chǔ)量計(jì)算、閥門(mén)或管道泄漏和計(jì)量系統(tǒng)誤差等。此外,受計(jì)量時(shí)間與氣體組分的影響,天然氣的計(jì)量誤差也會(huì)存在。因此,對(duì)于天然氣輸送時(shí)的各種誤差,有必要明確各項(xiàng)誤差的根源,結(jié)合孔板流量計(jì)應(yīng)用于天然氣輸送的現(xiàn)狀,探究具體的輸差影響。
天然氣凈化處理后,就可以通過(guò)長(zhǎng)距離管線進(jìn)行輸送。目前,天然氣的計(jì)量主要使用孔板流量計(jì)。然而流量計(jì)在安裝、計(jì)量與維護(hù)時(shí)很容易造成較大誤差,計(jì)量誤差直接影響到輸送天然氣的實(shí)效性。為了改進(jìn)現(xiàn)狀,對(duì)于現(xiàn)階段的計(jì)量?jī)x器有必要進(jìn)行謹(jǐn)慎選擇,運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)計(jì)量天然氣。只有全面加以改進(jìn),才能致力于減少直至消除輸差,有效控制長(zhǎng)輸管道對(duì)于天然氣的輸送過(guò)程。
孔板流量計(jì)對(duì)天然氣輸差的問(wèn)題解析與解決辦法
1、天然氣輸差產(chǎn)生的根源:
從基本構(gòu)造來(lái)看,孔板流量計(jì)具體包含了差壓變送器、流量計(jì)算儀、溫度與壓力變送器、節(jié)流裝置等。計(jì)量時(shí),先要設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)條件,在此前提下,流量計(jì)就能依照連續(xù)性流動(dòng)的基本原理來(lái)計(jì)算流量。同時(shí),依照流量與壓差的內(nèi)在聯(lián)系,也可以通過(guò)推導(dǎo)得到的輸氣流量。具體進(jìn)行計(jì)量和運(yùn)算時(shí),首先要明確標(biāo)況下的天然氣體積流量、孔徑比與流出系數(shù)、氣體壓縮因子等各項(xiàng)參數(shù)。經(jīng)過(guò)綜合推導(dǎo),就可以求出的體積流量。
目前各地在輸送天然氣的過(guò)程中,多數(shù)都運(yùn)用了長(zhǎng)距離的輸送管線。因此,在計(jì)量時(shí),通常選擇孔板流量計(jì)。然而天然氣供應(yīng)方與用戶(hù)之間通常都會(huì)存在輸送誤差,產(chǎn)生誤差的根本原因就在于計(jì)量不準(zhǔn)確。受到各項(xiàng)因素的影響,孔板流量計(jì)經(jīng)常會(huì)表現(xiàn)出不同程度的計(jì)量誤差,因此造成了較大的輸差。由此可見(jiàn),要想消除輸差,首先就要探尋天然氣輸差如何受到孔板流量計(jì)的影響。只有在明確了流量計(jì)影響因素的基礎(chǔ)上,才能通過(guò)運(yùn)算得到精準(zhǔn)的誤差值。
2、孔板流量計(jì)對(duì)輸差的影響:
現(xiàn)階段的長(zhǎng)距離輸氣體系已經(jīng)形成,很長(zhǎng)時(shí)期以來(lái),占據(jù)主導(dǎo)位置的都是孔板閥輸氣方式。在進(jìn)行天然氣的輸送時(shí),相關(guān)人員有必要遵照現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)調(diào)控輸氣過(guò)程,具體需要選擇適當(dāng)?shù)亩蝺x表并且配備孔板節(jié)流裝置。到了后期養(yǎng)護(hù)時(shí),設(shè)計(jì)人員也應(yīng)當(dāng)依照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)加以維護(hù),確保在***大限度內(nèi)控制輸氣的度。由此可見(jiàn),對(duì)于天然氣輸差應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全方位的控制與調(diào)節(jié),確保企業(yè)能獲得***大的利潤(rùn)。具體而言,天然氣輸差經(jīng)常受到孔板流量計(jì)的如下影響:
2.1、孔板變形的誤差:
在某些情況下,由于孔板受到污染、鈍化或者變形影響,天然氣輸送就會(huì)產(chǎn)生誤差??装遄冃蔚母丛谟谶^(guò)快開(kāi)啟閥門(mén),這種現(xiàn)狀將會(huì)造成迅速增大的節(jié)流件壓差。一旦壓差迅速變大,就很容易沖擊孔板并且造成變形現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為:標(biāo)準(zhǔn)孔板的背流面向上凸起,而迎流面卻會(huì)下陷。因此,從本質(zhì)上講,孔板變形與天然氣輸差二者之間具有緊密的聯(lián)系。如果通過(guò)檢測(cè)判定孔板不合格,且不能通過(guò)人為操作來(lái)恢復(fù)孔板的平整度,那么只能選擇報(bào)廢。這是因?yàn)榇蠓鹊目装遄冃螌?huì)導(dǎo)致較大的誤差。
2.2、二次儀表導(dǎo)致的輸差:
變送器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后,會(huì)發(fā)生相應(yīng)的零點(diǎn)漂移。如果這種漂移呈現(xiàn)了負(fù)向的特征,那么通常無(wú)法符合***小限度的輸出電流,因此也會(huì)造成過(guò)低的流量。反之,如果呈現(xiàn)了正向漂移的狀態(tài),則會(huì)造成偏高的流量。某些狀況下,待輸送的天然氣并沒(méi)有經(jīng)過(guò)徹底脫水處理,因此導(dǎo)致氣流伴有水汽。經(jīng)過(guò)特定時(shí)間段后,二次儀表就會(huì)存在積液現(xiàn)象。在寒冷的冬季,北方地區(qū)的天然氣用戶(hù)對(duì)于引壓管如果沒(méi)有設(shè)置必要的保溫措施,那么結(jié)冰后的引壓管更容易造成測(cè)量偏差。由此可見(jiàn),對(duì)于二次儀表有必要予以正確維護(hù)。
2.3、孔徑比導(dǎo)致的誤差:
天然氣輸差與孔徑比之間也存在密切聯(lián)系,孔徑比造成的誤差應(yīng)當(dāng)包括未定系統(tǒng)誤差、已確定的誤差與隨機(jī)誤差。一般情況下,測(cè)量過(guò)程中的不確定度就可以表明未定系統(tǒng)誤差。經(jīng)過(guò)推算可知,標(biāo)準(zhǔn)偏差與流量不確定度之間通常存在兩倍的差異。如果設(shè)置了較高的孔徑比,那么與之相應(yīng)的不確定度就會(huì)變得較大,這種狀況很容易增大天然氣輸差。因此,在實(shí)際使用過(guò)程中,盡量不要選擇較大孔徑比的流量計(jì)。
圖1 孔板流量計(jì)示意圖
圖2 孔板流量計(jì)安裝示意圖
孔板流量計(jì)又稱(chēng)為差壓式流量計(jì),是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成,見(jiàn)圖1和圖2。廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測(cè)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩(wěn)定,使用可靠等特點(diǎn)。
根據(jù)誤差理論,標(biāo)準(zhǔn)孔板配二次儀表組成的流量計(jì)量系統(tǒng)的誤差由隨機(jī)誤差、已定系統(tǒng)誤差、未定系統(tǒng)誤差三部分組成。由于天然氣的原始計(jì)量結(jié)果是取多次測(cè)量的平均值,根據(jù)誤差理論可知,在測(cè)量次數(shù)足夠多的情況下,可以忽略測(cè)量產(chǎn)生的隨機(jī)誤差。對(duì)于已定系統(tǒng)誤差,一般在測(cè)量中力求對(duì)已定系統(tǒng)誤差作修正處理,所以理論分析討論計(jì)量裝置的誤差實(shí)際上只考慮儀表本身帶來(lái)的未定系統(tǒng)誤差。
3、結(jié)論:
截至目前,很多地區(qū)在輸送天然氣時(shí)都選擇了長(zhǎng)輸管道,因此在氣體輸送時(shí)不能缺少孔板閥。從輸送過(guò)程的角度來(lái)講,孔板流量計(jì)通常可以用來(lái)計(jì)算流量,這種情況下有必要安裝二次儀表與一次裝置。在具體設(shè)計(jì)管道以及養(yǎng)護(hù)設(shè)施時(shí),都要依照現(xiàn)階段的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn),孔板流量計(jì)在較大程度上與天然氣輸差密切相關(guān),只有運(yùn)用全方位的保養(yǎng)與維護(hù)措施,才能確保計(jì)量的精準(zhǔn)度。在減小輸差的實(shí)踐中,相關(guān)人員還需要摸索經(jīng)驗(yàn),對(duì)于輸氣成本予以全面控制,不斷提升天然氣輸送的實(shí)效性。