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引起孔板流量計變形的幾種因素 孔板流量計如何操作

時間:2020-08-19    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

 孔板流量計在工況使用中時常有變形的情況發(fā)生,會導致儀表不能準確計量。發(fā)生變形的孔板往往是口徑較大孔板流量計,測量介質(zhì)的溫度較高,例如過熱蒸汽,孔板厚度相對較薄的環(huán)室取壓的節(jié)流裝置。

由于我們在加工制造孔板和環(huán)室時溫度低,一般都是室溫,而在實際使用時溫度高,因此它們的幾何尺寸都發(fā)生了顯著的變化。由于環(huán)室的材質(zhì)一般為碳鋼,線膨脹系數(shù)一般以11×10-6℃-1計,而孔板的材質(zhì)為304不銹鋼,線膨脹系數(shù)一般以16×10-6℃-1計,所以膨脹系數(shù)的差值為5×10-6℃-1。當節(jié)流裝置投入使用后,與高溫流體接觸,孔板和環(huán)室都相應膨脹,其中孔板外徑膨脹的增量要比環(huán)室相應部位內(nèi)徑膨脹的增量大,所以,我們在加工制造孔板時,孔板和環(huán)室之間必須通過計算留有足夠的膨脹間隙。 那么究竟引起孔板流量計變形的罪魁禍首是誰呢? 有一點是可以肯定的,即孔板變形是由于受熱膨脹后,孔板外徑與環(huán)室之間的間隙消失,孔板繼續(xù)膨脹時由于無法向外徑方向擴大,于是在孔板兩邊差壓的作用下,產(chǎn)生出口側(cè)凸出的變形。 *點同天氣有關。節(jié)流裝置本來無泄漏現(xiàn)象,由于天氣暴冷,引起正負環(huán)室結(jié)合處泄漏。 再次同節(jié)流裝置處絕熱保溫不佳有關。保溫良好的節(jié)流裝置未出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。 第三就是同正負環(huán)室結(jié)合處泄漏有關。無法用旋緊螺栓的方法消除泄漏,于是拆下節(jié)流裝置更換密封墊片,然后發(fā)現(xiàn)孔板變形。 節(jié)流裝置設計計算時,孔板外徑與環(huán)室配合處的間隙留得足夠大是假定孔板和環(huán)室溫度相同,但實際上不可能相同,孔板被環(huán)室包圍著,而且有高溫流體為其提供熱量,所以溫度高,得到充分膨脹。而環(huán)室內(nèi)圓與流體接觸,但外圓與大氣接觸,加上“保溫不佳”、“天氣暴冷”、等因素,使其溫度下降得很低,從而導致預留的間隙不夠用,引起孔板變形。 此外,孔板變形與正負環(huán)室處泄漏是息息相關的,如果不是因為密封墊片損壞造成泄漏,就是因為孔板變形后導致正負環(huán)室之間的間隙增大,密封墊片與環(huán)室之間出現(xiàn)縫隙造成泄漏。

提高標準孔板流量計準確度的措施為了提高標準孔板流量計的準確度 ,可采取以下措施: 

1、標準孔板節(jié)流裝置的制造與安裝
      利用標準孔板流量計測量天然氣流量必須嚴格按照 SY/T6143— 2004標準規(guī)定的各項技術(shù)指標 ,對標準孔板節(jié)流裝置進行設計、加工制造、檢驗、安裝和使用。特別是孔板直角入口邊緣尖子度和測量管內(nèi)壁粗糙度的加工和檢驗 ;孔板前后直管段長度的保證 ,直管段圓度、臺階以及孔板與測量管同軸度的保證。另外 ,開發(fā)統(tǒng)一的標準孔板流量計的設計軟件 ,可提高節(jié)流裝置設計和儀表選型的技術(shù)水平。

2、采用可換孔板裝置與定值節(jié)流裝置
      可換孔板節(jié)流裝置是一種新型節(jié)流裝置 ,節(jié)流元件地安裝在固定的座體內(nèi) (座體通過法蘭與管道連接 ),在不拆動管道或不停止流體輸送的情況下 ,可方便地提升孔板 ,進行檢查、清洗或更換 ,從而保證了計量準確度。采用液壓升降的裝置 ,孔板提升輕便 ,特別適用于大口徑孔板。這種節(jié)流裝置還配有清洗室和清洗機構(gòu) ,為解決污垢介質(zhì) ,特別是單井天然氣的準確計量提供了有效手段。
     定值節(jié)流裝置改變了現(xiàn)有節(jié)流裝置根據(jù)計算結(jié)果加工其孔徑的方法 ,對每種通徑測量管道配以有限數(shù)量的節(jié)流件 ,孔徑系列按優(yōu)先數(shù)系選用 ,每種通徑配 3~5種不同孔徑比 β值的孔板。目前節(jié)流裝置設計猶如量體裁衣 ,定值節(jié)流裝置則變成成衣選用 ,采用定值節(jié)流裝置有利于產(chǎn)品批量生產(chǎn) ,降低生產(chǎn)成本 ,方便選用和使用 ,便于監(jiān)督生產(chǎn)。可換孔板節(jié)流裝置和定值孔板相配套 ,將改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式 ,實現(xiàn)了節(jié)流裝置產(chǎn)品系列化、通用化和標準化 ,有利于提高標準孔板裝置計量的準確度。
      標準孔板存在的缺點是入口直角銳利度易在流體沖刷下發(fā)生鈍化。據(jù)估計 ,鈍化嚴重的可能使流出系數(shù)偏移 1%~2%,鈍化后其流出系數(shù)較為穩(wěn)定 ,這在流量計算中給孔板入口直角銳利度的修正帶來很大的困難。標準噴嘴的流出系數(shù)是穩(wěn)定的 ,另外 ,在同樣流量和相同 β值時噴嘴的壓力損失只有孔板的 30%。影響標準噴嘴推廣使用的主要原因是噴嘴制造成本高 ,在標準中噴嘴的流出系數(shù)不確定度較大(約 2%)。采用定值節(jié)流件 ,專用加工設備實現(xiàn)批量生產(chǎn) ,降低生產(chǎn)成本 ,而個別校準則可得到高度的流出系數(shù) ,在天然氣流量測量中用噴嘴代替孔板 ,其優(yōu)點是明顯的。 

3、應用合理的流量積算方案
      根據(jù)天然氣計量工況條件和用戶對計量精度的要求 ,應采用對壓力、溫度和天然氣組分變化對流量自動部分補償或全補償?shù)姆e算方案 ,計量系統(tǒng)測量儀表配備和精度的選用應符合 GB/T18603—2001《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》。用智能差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器和流量計算機組成在線檢測系統(tǒng) ,使溫度和壓力變化得到補償 ,可以提高測量準確度 ,降低流態(tài)脈動 (或波動 )引起的流量測量附加誤差??装辶髁坑嬃砍瘫纫话銥?1∶3,而實際測量天然氣流量變化有時會超過這個范圍。在這種情況下 ,其測量準確度顯著下降 ,如果采用定值節(jié)流裝置 ,寬量程智能差壓變送器與流量計算機配套使用 ,可方便地擴展流量量程或遷移量程 ,進而實現(xiàn)傳統(tǒng)標準孔板流量計的智能化。 

4、建立健全各項規(guī)章制度
      加強計量管理 ,建立健全各項規(guī)章制度 ,嚴格執(zhí)行計量法規(guī) ,是確保孔板流量計測量天然氣流量準確度的關鍵。按照 GB/T18603—2001《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》標準 ,統(tǒng)一孔板流量計測量系統(tǒng)按照不同規(guī)模規(guī)定的測量系統(tǒng)配置二次測量儀表 ,從設計開始 ,經(jīng)施工、驗收、投產(chǎn)、操作和維護等都按統(tǒng)一的技術(shù)要求執(zhí)行 ,使天然氣流量測量、流量積算方法、流量計算程序軟件都在嚴格的技術(shù)要求控制中 ,抓好全面質(zhì)量管理 ,才能確保流量測量的準確度。嚴格按照 SY/T6143—2004標準 ,編制 “流量計算值的檢驗標準程序 ”,對各種不同的流量積算方法計算出的流量值進行嚴格的檢驗。對標準孔板流量計測量系統(tǒng)進行流量測量不確定度評估 ,其測量系統(tǒng)總的流量測量不確定度應低于zui大允許誤差。完善計量管理制度 ,制訂一項與 SY/T6143—2004標準配套切合實際需要的孔板流量計操作使用和管理規(guī)程。其內(nèi)容包括 ,建立健全各級計量管理責任制度、標準計量器具周期送檢和維護制度、工作儀表檢驗、調(diào)校和維修制度、計量設備和計量儀表的資料檔案管理制度等。在認真貫徹執(zhí)行 SY/T6143—2004標準及其有關的計量標準的同時 ,應有各項計量管理規(guī)程和管理制度與之配套 ,加強計量技術(shù)人員培訓 ,提高計量人員的技術(shù)管理水平。



    1、加強管理,提高人員素質(zhì)

    孔板流量計易于偏離標準的原因在于儀表本身的工作原理與結(jié)構(gòu)特點,儀器自身誤差是制造時產(chǎn)生的,安裝和使用誤差則是在安裝時或長期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕、磨損、沽污等造成的。因此,應嚴格按技術(shù)要求安裝流量計量系統(tǒng),消除安裝誤差。在使用過程中,操作人員應做好系統(tǒng)的檢修、維護、保養(yǎng)工作,延長其使用壽命,減小計量誤差。同時,在實際應用中應強化宣貫SY/T6143一19%標準力度?!短烊粴饬髁康臉藴士装逵嬃糠椒ā?SY/6143一1996)中提到了減少誤差的方法。如附錄《節(jié)流安置在使用中出現(xiàn)部分偏離標準規(guī)定的處理》中規(guī)定在實際應用中采取在流出系數(shù)c中增加二個修正系數(shù),即孑L板人口尖銳度修正系數(shù)和管壁粗糙修正系數(shù)或者采用可換孔板節(jié)流裝置。因此在天然氣計量的實際應用中應深人研究,吃透《天然氣流量的標準孔板計量方法))(SY/T6143一1996)的精髓,嚴格按標準規(guī)定安裝、使用、處理數(shù)據(jù),保證天然氣計量的準確性。

    2、測量儀表的正確選用

    測量儀表應標準節(jié)流裝置,當流量變化范圍大時要考慮用寬量程智能差變,其它類型檢測儀表在相應的計量天然氣的標準出前臺,應慎重選用,二次儀表的計量模型應符合SY/T6143一19%的要求計算Fz能輸入組份,實時計算c值。

    3、加強技術(shù)培訓,借鑒國外經(jīng)驗

    引進、消化、吸收近幾年發(fā)展起來的天然氣計量新技術(shù)。從國外情況來看,在天然氣國際貿(mào)易中,能量計量幾乎已全面取代傳統(tǒng)的體積計量,而我國的天然氣計量領域中體積計量仍占統(tǒng)制地位。為了盡快與國際接軌,使用單位可以與各科研究院所聯(lián)合攻關,開展天然氣能量計量的試驗工作,并在此基礎上完成標準化。為了加快試驗進度,建議引進國外先進的在線氣相氣色譜系統(tǒng)和流量計算機,在消化引進技術(shù)的基礎上發(fā)展適合我國國情的天然氣能量計量系統(tǒng)。







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