婷婷五月花流體流态在天然氣孔闆流量計量中重要性-江蘇省盈德装备制造有限责任公司

[摘要]論述(shu)了流過天(tian)然氣孔闆(pan)流量計 的(de)天然氣從(cong)淩态偏離(li)定常流的(de)那一刻起(qi),計量值就(jiu)開始逐✍️漸(jian)偏小,造成(cheng)計量負偏(pian)差,并且随(sui)着天然氣(qi)流态偏離(li)定常流程(cheng)度越大,這(zhe)種計量負(fu)偏差也随(sui)之增大。從(cong)而推導出(chu)在影響天(tian)然氣計量(liang)的因素裏(li),無論是管(guan)路中存在(zai)阻流件還(hai)是其組合(he),導緻的結(jie)果必然是(shi)☂️流體流态(tai)偏♊離定常(chang)流,從而造(zao)成天然👈氣(qi)計量值出(chu)現負偏差(cha)。阻流件🌈種(zhong)類和組合(he)形✉️式隻是(shi)通過影響(xiang)天然氣流(liu)态影響 孔(kong)闆流量計(ji) 計量。因此(ci)造成的最(zui)終結果都(dou)是使孔闆(pan)流量計計(ji)量值👉偏小(xiao),隻📱是程度(du)不同。還提(ti)出了現場(chang)确定孔闆(pan)流量計流(liu)态偏離的(de)方法。
0.引言(yan)
　　在天然氣(qi)計量過程(cheng)中存在着(zhe)很多影響(xiang)因素，氣體(ti)的流動狀(zhuang)态是其中(zhong)很重要的(de)一個方面(mian)。天然氣孔(kong)🚶闆計量要(yao)求流過孔(kong)闆流量計(ji)的流體是(shi)穩定發展(zhan)的定常✂️流(liu),然而在現(xian)實🏒條件下(xia),往往有很(hen)多偏離定(ding)⛱️常流态的(de)情況存在(zai)，因此準确(que)确定流态(tai)🥵對天然氣(qi)計量的影(ying)響🏃‍♂️有着極(ji)其重要的(de)意義，是❌天(tian)然氣準确(que)計量的前(qian)提和保證(zheng)。
1.流體流态(tai)對天然氣(qi)孔闆流上(shang)計的影響(xiang)
　　定常流是(shi)指流動參(can)數不随時(shi)間變化的(de)流動，在流(liu)體力✏️學中(zhong)㊙️将流體流(liu)動狀态大(da)緻分爲6種(zhong),這6種流動(dong)💘狀态對天(tian)然氣😍計量(liang)會造成什(shi)麽影響，是(shi)我們非常(chang)關心的一(yi)個問題。
天(tian)然氣孔闆(pan)流量計固(gu)定點速度(du)值随時間(jian)變化的典(dian)型波形圖(tu)示
圖1是典(dian)型的流體(ti)流動狀态(tai)圖，圖中:a爲(wei)速度恒定(ding),代表✍️定常(chang)流;b爲速度(du)作小幅變(bian)化,可近似(si)爲定常流(liu);e爲周期性(xing)諧💁波脈動(dong)流🌈(正弦波(bo));d爲周期性(xing)非諧波脈(mo)動流(生理(li)波);e爲非周(zhou)期性脈動(dong)流(衰減波(bo)🏃🏻‍♂️);f爲随機流(liu)動(湍流)。
　　隻(zhi)有a符合計(ji)量要求,其(qi)餘的5種情(qing)況都不符(fu)合要求。實(shi)際中發現(xian)當流态脫(tuo)離a流态(定(ding)常流)時，天(tian)然氣計量(liang)值偏小,其(qi)偏小程度(du)随着流态(tai)偏離定常(chang)流程度的(de)增大而增(zeng)大，也就是(shi)圖1中,流态(tai)由a發展到(dao)f,孔闆流🔞量(liang)計計景值(zhi)負偏差越(yue)來越大,天(tian)然氣流量(liang)誤差呈線(xian)性增大。當(dang)㊙️然,現實情(qing)況中,往往(wang)是多種流(liu)态共同作(zuo)用，很難準(zhun)👌确确定其(qi)補償量。但(dan)是通過對(dui)比實驗,很(hen)容易确定(ding)其最終偏(pian)小幅度。天(tian)然氣流動(dong)狀态從a發(fa)展到f,其誤(wu)差由0起步(bu),最高可以(yi)達到12% ,甚至(zhi)更高。
　　國際(ji)上根據已(yi)有的實驗(yan)數據證明(ming)，在流體流(liu)态沒有⭐發(fa)展到定常(chang)流的情況(kuang)下,天然氣(qi)計量值總(zong)是偏👌小，這(zhe)一點與實(shi)際觀察到(dao)❄️的現象是(shi)相符的。事(shi)實上，随着(zhe)流态偏離(li)定常流狀(zhuang)态越遠,天(tian)然㊙️氣計最(zui)值偏🔆差就(jiu)越大,這一(yi)認識📱是基(ji)于國際上(shang)的實驗數(shu)據和現場(chang)流量計量(liang)中計量數(shu)據對比流(liu)态得出的(de)。

　　表1中數據(ju)來源于實(shi)流計量系(xi)統,可以看(kan)出,天然氣(qi)流⛹🏻‍♀️态在🔞脫(tuo)離🐕定常流(liu)态的情況(kuang)下,天然氣(qi)計量值總(zong)是偏小,并(bing)且流态偏(pian)離定❗常流(liu)越遠,計量(liang)值偏小程(cheng)度越大。實(shi)際中,天然(ran)氣流量在(zai)發生流态(tai)偏離時，誤(wu)差可達到(dao)2%~12%(事實上應(ying)該是0~12% ,但由(you)于在低誤(wu)差下,影響(xiang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼因素較多(duo),需要準确(que)确定)。實際(ji)中發現,當(dang)阻流件從(cong)💛孔闆前10D延(yan)長到45D,發生(sheng)流态偏移(yi)時,所造成(cheng)的計💚量偏(pian)差沒有明(ming)顯減小。這(zhe)說明當發(fa)生流态偏(pian)移時,影響(xiang)距離是非(fei)常深遠的(de)♌，特别是當(dang)發生流态(tai)偏移程度(du)較大時,這(zhe)種影響就(jiu)更🐅遠。在不(bu)⛱️整流的情(qing)況下🏃‍♀️，僅僅(jin)♈是延長幾(ji)十D甚至100D以(yi)上的直管(guan)段,效果并(bing)不明顯,對(dui)消除流體(ti)流🚶态偏移(yi)(脈動流)的(de)方法須要(yao)進一步研(yan)究。
　　歐美制(zhi)定了API+NEI 試驗(yan)計劃,并通(tong)過十多年(nian)的孔闆流(liu)量㊙️計試驗(yan)研究，建立(li)了16376個數據(ju)點的API +EEC數據(ju)庫,在此基(ji)礎上修訂(ding)了新的計(ji)量标準。這(zhe)些數據表(biao)明在流态(tai)不能發展(zhan)到定常📱流(liu)的狀況下(xia)，天然氣計(ji)量值總是(shi)偏小的，這(zhe)一結論與(yu)實流觀察(cha)到的情況(kuang)是一緻的(de)。
2.阻流件對(dui)流态及流(liu)态對孔闆(pan)流量計的(de)影響作.用(yong)
　　阻流件通(tong)過影響天(tian)然氣流态(tai)影響天然(ran)氣孔闆流(liu)量🈲計,國㊙️際(ji)🔞上📧和實流(liu)觀察到的(de)情況都是(shi)使計量值(zhi)🚶‍♀️偏小🔅。從這(zhe)一點重新(xin)認識,可以(yi)發現,阻流(liu)件不論以(yi)何種形式(shi)進行組合(he),導🍓緻的結(jie)❗果必然是(shi)使流體流(liu)🔞動偏離定(ding)常流态,從(cong)而産生計(ji)🆚最誤差,因(yin)此這種誤(wu)⁉️差總是偏(pian)小⭕，隻是阻(zu)流件的形(xing)式不同，影(ying)響程度也(ye)不同。但并(bing)不是隻要(yao)存在阻流(liu)件就會出(chu)現偏離流(liu)态的情況(kuang),需要各種(zhong)工況達到(dao)條件🌈才會(hui)産生影響(xiang)🌈，在小流量(liang)下阻流件(jian)🏃‍♂️并不影響(xiang)計量;在大(da)流量下就(jiu)可能對流(liu)态造成影(ying)響，進而影(ying)🈲響計量。在(zai)節流降壓(ya)小的情況(kuang)下,不影♋響(xiang)計量;節流(liu)降壓大的(de)情況下，就(jiu)可能造成(cheng)流态偏移(yi)，表現爲每(mei)種阻流件(jian)都有一定(ding)的适🥰用條(tiao)件(在該條(tiao)件下不産(chan)生流态偏(pian)離),在超出(chu)其正常适(shi)用條件時(shi)即會發生(sheng)流态偏移(yi),産生脈動(dong)流,影響計(ji)量。
　　流體流(liu)态通過影(ying)響孔闆流(liu)量計差壓(ya)測量儀表(biao)，進而影晌(shang)天然氣流(liu)量。因此,差(cha)壓儀表對(dui)天然氣流(liu)體流動狀(zhuang)态是非常(chang)敏感的。在(zai)流體偏離(li)定常流态(tai)時,差壓顯(xian)示儀表會(hui)産生波動(dong),并且這種(zhong)波動會随(sui)着流體偏(pian)離定常流(liu)态💁的程度(du)增大而增(zeng)大,天然氣(qi)量誤差也(ye)會随之同(tong)步增大。實(shi)際中發現(xian)差壓波動(dong)時,真實流(liu)量爲其在(zai)最大值時(shi)的流量。計(ji)量系統☂️計(ji)算得出的(de)往往是高(gao)♍低值中間(jian)的中間值(zhi)。因此,在流(liu)體流态偏(pian)離定常流(liu)時❗,這種偏(pian)差甚至能(neng)達到12%以上(shang),孔闆流量(liang)計🏃‍♂️達不到(dao)精度要求(qiu)。
實際中可(ke)以從以下(xia)方面确定(ding)流體流态(tai)偏離定常(chang)流态:
(1)從差(cha)壓儀表示(shi)值看是否(fou)偏離，這是(shi)最直觀的(de)判斷方⭐法(fa),流體流态(tai)的變化情(qing)況直接反(fan)映在差壓(ya)波動上,差(cha)壓波動超(chao)過2%,就應該(gai)進行檢查(cha)。
(2)看計量直(zhi)管段前是(shi)否存在阻(zu)流件,特别(bie)是節流件(jian),存在阻流(liu)件時就應(ying)該引起注(zhu)意,要對其(qi)進行論證(zheng)和觀✊察。
(3)聽(ting)氣流流過(guo)的聲音是(shi)否穩定。
(4)通(tong)過理論驗(yan)算與建立(li)對比流量(liang)測量裝置(zhi),比對準确(que)确定流體(ti)偏離流态(tai)計量問題(ti)。
3.結束語
　　流(liu)體流态對(dui)天然氣計(ji)量有着深(shen)遠的影響(xiang),穩定發🔴展(zhan)的定長流(liu)是天然氣(qi)準确計量(liang)的前提和(he)保證，當💘流(liu)體流态偏(pian)離🔆定長流(liu)流态時,孔(kong)闆流量計(ji)量值就開(kai)始偏小這(zhe)種🙇🏻偏離程(cheng)度随流體(ti)偏離程度(du)增大而🚶增(zeng)大，因此在(zai)用孔闆流(liu)量計測量(liang)天然氣流(liu)量時必須(xu)消除一切(qie)影響流體(ti)流态的因(yin)素。