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流量儀表資料
介質(zhì)物性對孔板流量計不確定度影響
2020年03月22日
介質(zhì)物性對孔板流量計不確定度影響
(1)標(biāo)準(zhǔn)中要求流經(jīng)天然氣的流體為氣流必須是單相的牛頓流體。若氣體含有質(zhì)量分數(shù)不超過2%的固體或液體微粒,且呈均勻分散狀態(tài),也可被認為是單相的牛頓流體。
在實際使用中,從井口到計量管線的過程中,天然氣通常攜帶一定量的水、脫水劑和凝結(jié)液。這些液體來自分離效果差的分離器和負荷大的脫水單元,當(dāng)流動溫度和壓力變化時，氣體中的重?zé)N組分也會凝析出來。
美國雪佛龍公司和科羅拉多工程實驗站分別對此進行了研究,實驗為將經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計計量的天然氣在通過注水管注水后用孔板流量計進行計量。其結(jié)論為:①用孔板流量計測量氣體流量,當(dāng)氣體中夾帶少量液體時,流量測量不確定度偏高,測量的濕氣流量隨β的增加而減少,在β比為0.7時，測得的流量偏差為一1.7%;②當(dāng)夾帶少量液體時,在β比為0.5時表明孔板性能較好，但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出,以獲得最佳的計量性能;③用舊的孔板流量計測量濕氣,流量計量值將降低3%。
這項研究結(jié)果說明,天然氣在進人計量裝置以前，如果要獲得非常好的計量性能,應(yīng)完全脫除天然氣中所含的水分,對于日處理氣量近百萬立方米的集氣站,這一點非常重要。
(2)孔板流量計可膨脹系數(shù)(ε)
ε = 1-(0.41十0.35β4)△p/10^6 p1k
式中:c表示等熵指數(shù)。
可膨脹系數(shù)的百分誤差為:(土4△p/p1)%。由于誤差系數(shù)的影響,如被測系統(tǒng)壓力低到4△p/p1可以和β比較,被測系統(tǒng)壓力將直接影響到測試準(zhǔn)確度。當(dāng)被測系統(tǒng)壓力為高壓系統(tǒng)時，可以忽略該項誤差。目前在天然氣計量中差壓一般在500~ 50000Pa范圍內(nèi),靜壓在1~10 MPa范圍內(nèi)。因此ε的誤差最小為士0.0002%,最大為士0.2%(甚至?xí)?。
(3)天然氣相對密度的影響
密度參數(shù)是天然氣流量計測量中極為重要的物性參.數(shù),密度測量的不確定度對整個測量系統(tǒng)的不確定度有著很大影響,目前國內(nèi)普遍采用測量氣流壓力、氣流溫度和定時取樣得到氣流全組分,由于壓力溫度的波動,天然氣的相對密度并不是一個固定值。
密度不確定度估算公式為:
根據(jù)計量條件估算密度帶來的不確定度:當(dāng)儀表精度較低且運行在下限時，不確定度為士1.818%;反之不確定度則在士0.793%,由此可見密度在流量測量中至關(guān)重要。所以為了準(zhǔn)確進行天然氣計量,選用在線氣相色譜儀進行組分在線分析是十分必要的。長慶氣田在向北京、陜西、寧夏以及西氣東輸供氣的外貿(mào)計量裝置上均采用了在線色譜,平均5 min采樣分析一次,能夠及時檢測到組分的變化情況,提高了計量精度。
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