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孔板流量计在天然气生产中的必要性

发布时间:2015-01-08  浏览:374次  字号:  

        天然气的生产、利用过程是一个流程复杂、规模大、速度快且连续运行的系统。在这个系统中,无论是在井场、集气站、配气站,还是在使用者家庭都可见到用于不同目的的各种流量测量仪表。因此,流量测量仪表计量的准确度是人们选择流量计首先必须考虑的重要指标。

                           
          孔板流量计的主要特点为结构易于复制、简单牢固、性能稳定可靠、使用期限长、价格低廉等,整套流量计由节流装置,差压变送器和流量显示仪(或流量计算机)组成。在实际应用中,影响孔板流量计计量准确度的因素很多,下面就几个方面进行论述。
     

         (一)被测流体特性影响
                           
          由于天然气本身会随着外界环境温度的变化而发生变化,从而影响流量计的测量精度。因此,对于天然气的测量,必须首先确定天然气的工作温度和压力,因为外界温度的变化,会使天然气本身的压力和温度发生变化,可能造成过大的密度变化和压缩系数变化。由于低密度气体对某些测量方法呈现困难,对此需要改变所选择的测量方法,或者作温度或压力修正,以保证测量的准确度。因此,在评估流量计适应性时,要掌握气体的温度———粘度特性。虽然气体的粘度因温度和压力变化的值一般较低,但是对流量计量的精确度还是有一定的影响。对于油田温气(伴生气),其中含有大量的饱和水蒸气,在温度降低时会有水凝结;分离不净的湿气含有油滴或油污,属于脏污介质;间断计量,将有油、水沉积在管线内,它们属于多组分流动,计量时应谨慎对待。经验表明,单相通用流量仪表用于多组分或多相流体,测量性能会改变(或大幅度改变)。单相流动的气体有时也会呈现双相,如湿气中水微粒随着天然气流动,环境温度或天然气压力偏离原定状态,仪表就有可能不适应。测量气液双相流时尽可能采用分离后分相测量,以保证最小测量不确定度,然而对有些场合这种方法不可行或不符合要求。
                          

          (二)仪表性能的影响
                           
           差压式(孔板)流量计因其设计规范、简单牢固、一致性好,不需实流标定等诸多优点被广泛应用于贸易结算,但在实际使用过程中,经常会出现一些问题,比如“空跳”、多计、少计及导压管高度修正等问题,使供需双方蒙受不必要的损失。产生这些问题的原因:
                           
           1.差压变送器静压误差。根据JJG640-1994差压式流量计检定规程规定,单向静压试验:在正压室加入公称压力,保持5min后撤压,待10min后,测量基本误差和回程误差,然后用同样方法对负压进行同样试验;双向静压试验:在正、负压室同时加25%的公称压力,待稳定后测量输出下限值的变化量,然后将压力上升到公称压力作同样的试验。在实际工作中,经常采用加工作静压,这种方法经常被推荐采用。具体操作方法是:在检定完毕后,先开平衡阀,再开正压阀,送正负压室工作压力,通过调整零点克服静压影响。
                           
            2.差压变送器安装位置偏离正确位置引起零点偏移。即指差压变送器在使用一段时后其零点向上漂移,对于0.5级差压变送器的零位输出电流超过4.08mA时,压力变送器本身就不符合JJG640-1994差压式流量计检定规程及JJG882-2004压力变送器检定规程的要求。
                           
             解决方法:首先选择稳定性较好的差压变送器,其次缩短检定周期,第三检定周期内经常检查、即打开平衡阀观察流量积算仪是否出现“空跳”,如出现“空跳”请计量检定部门来重新进行检定。
             3.人为因素的影响及防范措施。
                           
          (1)人为造成高压侧导压管泄露,使差压减小,从而降低流量计示值。具体做法:在高压管焊接处、三阀组连接处、排污阀等处人为导致泄露。这种方法在监控系统上难以察觉,除非“偷气”量过大才能发现,通过突击现场检查,在冬季易于发现,而夏季则难以发现。
                           
           (2)人为打开三阀组中的平衡阀,由此导致差压减小,从而降低流量计示值。这种方法在监控系统上难以察觉,除非“偷气”过大才能发现,因蒸汽并未向外泄漏,通过突击现场检查也较难发现。将三阀组锁在箱内是一种常用防范措施。
                           
            (3)人为打开差压变送器高压侧排液/排气阀,导致差压减小,现象及特征同1,将变送器锁在箱内是一种常用防范措施。
            (4)令压力变送器导压通道泄漏,致使压力示值减小,从而降低密度示值,致使流量计量偏低,现场巡查可以发现。
                           
            (5)在测温热电阻线路上串联一只小电阻,致使温度示值增大,从而降低密度示值,致使流量偏低,这一手法难以被发现,除非串入的电阻太大、太多。
                           
             (6)与差压变送器一样修改压力变送器内的参数,使压力示值减小,从而降低密度示值,致使流量计量偏低,现象特征与差压变送器相同。
                           
               (7)有意在超量程情况之下与小流量下用气,利用差压式流量仪表量程范围小的特点,使大流量因超量程时,差压变送器固有的输出信号限制而偏小,超量程越多,指示偏小越多,这种有意避开差压式流量计的正常测量范围用气方式,是一种最“安全”的“偷气”方式,但通过对监控数据的认真分析,管理人员可以察觉。
                   解决孔板流量计计量问题的途径与建议
                           
        第一,加强管理,提高人员素质。孔板流量计易于偏离标准的原因在于仪表本身的工作原理与结构特点,仪器自身误差是制造时产生的,安装和使用误差则是在安装时或长期使用中由于流体介质腐蚀、磨损、沽污等造成的。因此,应严格按技术要求安装流量计量系统,消除安装误差。在使用过程中,操作人员应做好系统的检修、维护、保养工作,延长其使用寿命,减小计量误差。同时,在实际应用中应强化宣贯SY/T6143—19%标准力度。《天然气流量的标准孔板计量方法》(SY/6143—1996)中提到了减少误差的方法。如附录《节流安置在使用中出现部分偏离标准规定的处理》中规定在实际应用中采取在流出系数c中增加二个修正系数,即孑L板人口尖锐度修正系数和管壁粗糙修正系数或者采用可换孔板节流装置。因此在天然气计量的实际应用中应深人研究,吃透《天然气流量的标准孔板计量方法)(SY/T6143—1996)的精髓,严格按标准规定安装、使用、处理数据,保证天然气计量的准确。
                           
          第二,测量仪表的正确选用。测量仪表应首选标准节流装置,当流量变化范围大时要考虑用宽量程智能差变,其它类型检测仪表在相应的计量天然气的标准出前台,应慎重选用,二次仪表的计量模型应符合SY/T6143—19%的要求计算Fz能输入组份,实时计算c值。
                           
           第三,加强技术培训,借鉴国外经验。引进、消化、吸收近几年发展起来的天然气计量新技术。从国外情况来看,在天然气国际贸易中,能量计量几乎已全面取代传统的体积计量,而我国的天然气计量领域中体积计量仍占统制地位。为了尽快与国际接轨,使用单位可以与各科研究院所联合攻关,开展天然气能量计量的试验工作,并在此基础上完成标准化。为了加快试验进度,建议引进国外先进的在线气相气色谱系统和流量计算机,在消化引进技术的基础上发展适合我国国情的天然气能量计量系统。

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