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天然气流量计计量精度研究综述

发布时间:2018/07/23 17:56 点击量:

输差的控制离不开流量计精确的计量。计量装置引起的输差问题相比于漏气、窃气等更不易察觉;但由于计量系统出 现故障造成的计量误差,其引起输差的可能性远大于管道漏气、窃气。而且计量系统容易及时处理、巡线,能有效察觉仪表 故障。应考虑提高流量计的准确性作为控制输差的首要措施。分析流量计计量精度的影响因素,客观公正且准确地对天然气 进行计量,降低输差率,已经成为天然气生产科研工作、经营管理中的一项重要工作。

1.国内现状

我国在年开始试验研宄孔板等节流装置,主要包括:流 出系数的验证试验,节流装置的安装和结构试验,试验用的 标准流量装置和差压测量装置及试验方法等。目前,国内一 些单位也开始围绕孔板类节流元件的流场问题进行数值模 拟研宄在采用数值模拟的相关应用方面,国内目前鲜有利用 技术模拟孔板流量计的内部流场定量分析孔板的自身结构 影响计量精度。大多数成果是在参考国外实验结果的基础 上,定性分析这些影响因素。

陈家庆等人曾将数值模拟应用到在标准孔板流量计中, 建立三维孔板流量计模型,以水为介质,通过流场分析了流 出系数随流量变化的情况,然后再同经验公式得出的流出系 数值进行比较,得到流量计量精度影响流量变化的程度。李 振林的《整流器对天然气管道内计量段流动影响的数值模 拟》和张永学的《带汇管的天然气管路对流量计量性能的影 响研宄》研宄了不同管路内部流场对计量段的影响,给出了 在保证流量计计量精度的情况下上游直管段的安装长度。张 树华在文章《标准孔板流量测量现场实施方案及流量计算机 系统基本技术要求》中探讨了数值模拟的应用,通过研宄微 型计算机系统的软硬件的要求并分析标准孔板流量测量现 场实施方案,以此保证了计量的准确性。

同国外大量实验数据和大量数值模拟孔板节流流场的 研宄相比,国内关于孔板流量计流场及计量精度影响因素的 研宄较少,或直接引用国外实验数据及分析结论,大多是对 孔板流量计的影响因素作一个定性分析,对孔板流量计计量 精度影响因素分析缺乏定量的研宄数据。本文将定量研宄孔 板流量计前阻流件和孔板的自身结构等因素对计量准确性 的影响。

2.国外现状

美国在年开始采用孔板流量计进行天然气流量的测量。 托马斯韦默思于年(在会报上发表了天然气测量用法兰取压 法的孔板流量计的论文。年后关于用孔板测量空气、水、天 然气及蒸汽等的论文陆续发表年为系统地研宄天然气用孔 板流量计测量,美国天然气协会成立了气体测量委员会。普 遍应用的节流装置(孔板和喷嘴)在上世纪年代实现标准化。

为实现节流装置的标准化,国际流量界在世纪至年代之 间,组织大批研宄人员对计量相关的课题展开了研宄。美国 号报告罗列出了项专题研宄,节流设备制造、安装和使用各 个环节都开展深入的试验研宄,主要涉及了影响孔板几何形 状,安装偏心度及变形与尺寸及表面状况等因素。除了空气、 天然气、水等试验介质外,油、蒸汽等也被列入试验。

欧美等在上世纪、年代开展了大规模孔板流量计试验, EEC实验计划和API实验计划较为著名。这些实验奠定了孔 板流出系数公式的基础,也是修正孔板流出因素的数据库 的。现场试验研宄的力度在这个年代逐步加强,且仪表与流 量测量技术随着电子、制造及计算机技术地不断提高得以迅 猛发展,关于节流装置的试验的研宄也在不断发展的计算流 体力学理论和精度益提高的测试设备推动下不断地深入,并 能从微观上把握。非定常流干扰和非充分发展管流干扰这些 过去难以破解的领域也开始取得进展。