摘(zhai)要:在天然(ran)氣渦輪流(liu)量計
計量(liang)系統結算(suan)中,标況下(xia)的氣體流(liu)量計算是(shi)否正♍确直(zhi)接影響⁉️計(ji)量系統的(de)準确性,基(ji)于
渦輪流(liu)量計
的工(gong)作原理、系(xi)統組成,分(fen)析了影響(xiang)天然氣渦(wo)輪計量系(xi)統性能的(de)因素,并根(gen)據分析結(jie)果制定相(xiang)對應的對(dui)策。指出在(zai)天然❄️氣貿(mao)易交接計(ji)量中應加(jia)強對渦輪(lun)計量系統(tong)☀️的運行維(wei)護和㊙️檢測(ce),以提高計(ji)量的準确(que)性。
天然氣(qi)作爲一種(zhong)清潔能源(yuan)在一次能(neng)源消費中(zhong)占據着重(zhong)要的地位(wei)。随着中國(guo)西氣東輸(shu)、川氣東送(song)等國家重(zhong)要長輸管(guan)道❄️的建💚成(cheng),以及城市(shi)燃氣管網(wang)的不斷完(wan)善,天然氣(qi)貿易交接(jie)的科學、公(gong)正、可靠變(bian)得愈發重(zhong)要。渦輪計(ji)量系統具(ju)有靈敏度(du)高、重複性(xing)好、量程比(bi)寬等優點(dian),在長輸管(guan)道以及城(cheng)市燃氣管(guan)網中得到(dao)了廣泛應(ying)用,但在實(shi)際應用過(guo)程中會受(shou)到各種因(yin)素的幹擾(rao),進而影響(xiang)了其計量(liang)的準确性(xing)。
1渦輪流量(liang)計的工作(zuo)原理
渦輪(lun)流量計屬(shu)于速度式(shi)流量計,在(zai)管道中安(an)裝一台自(zi)由轉動👣、軸(zhou)與管道同(tong)心的葉輪(lun),當被測氣(qi)體流過傳(chuan)感器時,在(zai)💜氣流作用(yong)下,葉輪受(shou)力旋轉,其(qi)轉速🐇與管(guan)道平均流(liu)速成正比(bi),葉輪轉動(dong)會周期地(di)改變磁電(dian)轉換器的(de)磁阻值,使(shi)檢測線圈(quan)中磁通随(sui)之發生周(zhou)期性變化(hua),産生周期(qi)⚽性的感應(ying)電勢,即電(dian)脈沖信号(hao)。該信号經(jing)放大器放(fang)大後㊙️,送至(zhi)顯示儀表(biao)顯示,渦輪(lun)流量計工(gong)作原理如(ru)圖1所示。
管(guan)道中流體(ti)的流速大(da)小與葉輪(lun)轉速成正(zheng)比,流量計(ji)☁️算💞如式(1)所(suo)示:
式中:qVf———工(gong)況體積流(liu)量,m3/s;N———渦輪流(liu)量計的脈(mo)沖數;K———渦輪(lun)流量計儀(yi)表系💃🏻數,1/m3。
2天然(ran)氣渦輪計(ji)量系統的(de)組成
天然(ran)氣渦輪計(ji)量系統如(ru)圖2所示,一(yi)般由渦輪(lun)流量☎️計、
壓(ya)力變送器(qi)
、
溫度變送(song)器
、色譜分(fen)析儀、流量(liang)計算機5部(bu)分組成。渦(wo)輪流量計(ji)是該計量(liang)系統的核(he)心,壓力變(bian)送器、溫度(du)變送器采(cai)集😘輸氣工(gong)況條件下(xia)的壓力、溫(wen)度信号。色(se)譜實時在(zai)線分析管(guan)道中的天(tian)然氣組分(fen),以确定天(tian)然氣的壓(ya)縮因子。流(liu)量計算機(ji)則将采集(ji)到的壓力(li)、溫度、工況(kuang)體✉️積流量(liang)、氣體組分(fen)進行運算(suan)分析,得到(dao)标準狀況(kuang)下的氣體(ti)體積流量(liang),并用于計(ji)量交接,同(tong)時保存⭐相(xiang)應的流量(liang)曆史數據(ju)😘。
3影響天(tian)然氣渦輪(lun)計量系統(tong)準确性的(de)主要因素(su)
中國天然(ran)氣貿易交(jiao)接中一般(ban)采用标準(zhun)狀況下的(de)體積流量(liang)進行結算(suan),标況下的(de)體積流量(liang)計算如式(shi)(2)所示🔴:
式中(zhong):qVn———标況下的(de)體積流量(liang),m3/s;pabs———工況下測(ce)得的氣體(ti)的絕對壓(ya)力,kPa;pn———标㊙️況下(xia)的參比壓(ya)力,101.325kPa;Tn———标況下(xia)的參比熱(re)力學溫度(du),293.15K;T———工況下測(ce)得的氣體(ti)熱力學溫(wen)度,K;Zn———标況下(xia)的氣體壓(ya)縮因子;Z———工(gong)況下的氣(qi)體的壓縮(suo)因子。
由式(shi)(2)可知,影響(xiang)天然氣渦(wo)輪計量系(xi)統準确性(xing)的主要因(yin)素有:工況(kuang)體積流量(liang)是否準确(que);壓力、溫度(du)在工況條(tiao)🈲件下的測(ce)量是否準(zhun)确;氣體的(de)組分分析(xi)是否✂️準确(que)以及流量(liang)計算機的(de)設置是否(fou)正确等。
4解(jie)決措施
4.1保(bao)證渦輪流(liu)量計的正(zheng)常運行
渦(wo)輪流量計(ji)安裝時應(ying)确保流量(liang)計的上遊(you)前、下遊後(hou)🌏具有一定(ding)長度的直(zhi)管段,一般(ban)要求上遊(you)直管段長(zhang)度🔴不低于(yu)20D,D爲管道公(gong)稱直徑,下(xia)遊直管段(duan)不低于5D,以(yi)消除旋渦(wo)流等流體(ti)流速分布(bu)不均産生(sheng)的測量誤(wu)差。流量計(ji)應工作在(zai)儀表系數(shu)曲線線性(xing)區域内,瞬(shun)時流量應(ying)在分界流(liu)量以上,以(yi)保證其測(ce)量的準确(que)性。要特别(bie)注意脈沖(chong)放大器的(de)選型和配(pei)置,其選♋用(yong)和正常運(yun)行直🈲接關(guan)系着工況(kuang)流量數據(ju)傳輸的😄準(zhun)♊确性。
4.2确保(bao)壓力和溫(wen)度的測量(liang)準确
壓力(li)變送器、溫(wen)度變送器(qi)應具備限(xian)值報警、修(xiu)改保護等(deng)功能❗。現場(chang)人員應定(ding)時核查計(ji)量系統中(zhong)壓力值、溫(wen)度值與現(xian)🐕場變送器(qi)就地顯示(shi)值是否一(yi)緻,定期利(li)用校準儀(yi)器檢查儀(yi)表的零位(wei),防止零位(wei)漂移,對于(yu)超過儀表(biao)允許誤差(cha)的應及時(shi)更換或者(zhe)送專🍓業授(shou)權機構檢(jian)定、校準。
4.3加(jia)強對天然(ran)氣組分的(de)分析
對于(yu)多氣源的(de)計量系統(tong),建議設置(zhi)在線氣體(ti)色譜分析(xi)儀,在線分(fen)析天然氣(qi)的組分并(bing)将數據傳(chuan)入流🈲量計(ji)算機以實(shi)現天然氣(qi)組分的實(shi)時更新。色(se)譜分析儀(yi)應定期利(li)用标準氣(qi)體标定,确(que)保正常工(gong)作。對于未(wei)設置色譜(pu)分析儀的(de)計量系統(tong)應定期采(cai)集天然氣(qi)送專業機(ji)構化驗,同(tong)👨❤️👨時要加強(qiang)與鄰近配(pei)置有⚽色譜(pu)分析儀的(de)計量系統(tong)的組🐪分數(shu)據比對,防(fang)止氣體組(zu)分發生較(jiao)大變化時(shi),預設在流(liu)量計算機(ji)中的氣體(ti)組分數據(ju)未及㊙️時更(geng)新而造成(cheng)計量誤差(cha)。
4.4流量計算(suan)機的設置(zhi)要合理
對(dui)于控制室(shi)設置有流(liu)量計算機(ji)的計量系(xi)統應根據(ju)🐅渦輪♍流量(liang)☂️計的檢定(ding)結果,及時(shi)修改計算(suan)機中設置(zhi)的儀表系(xi)數🐕,确保工(gong)況流量傳(chuan)輸的準确(que)。要根據現(xian)場工⭕藝情(qing)況以及儀(yi)表性能,正(zheng)确選擇小(xiao)流量切除(chu)的工況點(dian),對于具有(you)壓力、溫度(du)傳輸故障(zhang)自動補償(chang)功能的流(liu)量計算機(ji)要😄根據工(gong)況設🐇置壓(ya)力、溫度🐅的(de)預設值,同(tong)時要合理(li)選取壓⚽力(li)、溫度、流量(liang)的上下♻️限(xian)報警點,以(yi)确保流量(liang)計算機的(de)正常運行(hang)。
5結束語
天(tian)然氣計量(liang)的準确性(xing)直接關系(xi)着行業的(de)發展和經(jing)🈲濟效益。渦(wo)輪計量系(xi)統作爲天(tian)然氣行業(ye)的常用流(liu)量🌈計量👌設(she)備,其計⛱️量(liang)的準确性(xing)顯得尤爲(wei)重要,影響(xiang)因素也會(hui)在不同工(gong)況下有♍所(suo)差異,需要(yao)現場人✔️員(yuan)加強維護(hu),合理分析(xi),科學制訂(ding)對策,才能(neng)進一步提(ti)高渦輪計(ji)🤟量系統的(de)準确性。