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        溫壓補償型氣體渦輪流量計在天然氣測量中應用

        發布時間:2018-06-05 01:02:00??點擊次數:445次
        配氣站的天然氣流量計作為貿易交接過程中最重要的設備,其計量數據將直接影響供需雙方的經濟利益。只有在國家規定的標準參比條件下的氣體流量才真實地反映用戶的實際用氣量,此時選用的流量計必須具備溫度、壓力、壓縮系數等參數的補償能力才能計算出標況下的氣體流量,才可滿足貿易交接計量的要求。所以,在配氣站應選用溫壓補償型氣體渦輪流量計作為天然氣貿易交接計量的流量計。在渦輪流量計送檢定站進行檢定時,檢定站一般只針對磁電轉換器發出的脈沖數進行核對,即被檢渦輪流量計的磁電轉換器發出的脈沖數與標準表發出的脈沖數相比較,如誤差在允許的范圍之內,則認為被檢渦輪流量計符合標準要求,根據該流量計與標準表比對的結果判斷相應的準確度等級,出具檢定合格證書,即可用于天然氣貿易交接。這種檢定方法現在常被運用在對工作計量器具的檢定中,用于檢測渦輪流量計在流量測量過程中的偏差程度。
        但對于分體式溫壓補償型氣體渦輪流量計(雙顯示式),檢定時缺少對機械式計數器與顯示儀表之間傳輸過程可靠性的確認。壓力傳感器和溫度傳感器采集到的工況壓力、工況溫度,以及機械式計數器測量到的工況體積流量等數據,需要傳輸到顯示儀表(體積修正儀或流量計算機),經其按國際標準要求進行計算得到標況下體積流量。
        如果此傳輸過程出現偏差,流量計的體積修正儀或流量計算機所計算出的瞬時流量、累積流量等參數都會出現偏差,無法保證流量計仍能維持原有的準確度等級,同時也違背了天然氣貿易交接應確保公平、公正的原則。因此,如何驗證流量計的機械式計數器與顯示儀表之間傳輸過程的可靠性,也應該是流量計用戶考慮的問題。
        一、分體式渦輪流量計傳輸過程的驗證探究由氣體狀態方程式(1)可知,流量計在標況下瞬時體積流量是由未經修正(即工況)的瞬時體積流量、介質壓力、介質溫度、工作狀態下的壓縮系數及標準狀態下的壓縮系數等參數計算而得。
        式中:Qn-標準狀況下的體積流量,Nm³/h;Tg-介質的絕對溫度(273.15+t)K;Qg-未經修正的體積流量,m³/h;t-被測介質攝氏溫度,℃;Pg-流量計壓力檢測點處的表壓,kPa;Zn-標準狀態下的壓縮系數;Pa-當地大氣壓,kPa;Zg-工作狀態下的壓縮系數;Pn-標況大氣壓(101.325kPa);Tn-標準狀態下的絕對溫度293.15k(20℃)。
        其中工況下的瞬時體積流量由流量計機械式計數器測量得到,介質壓力和介質溫度在一次儀表處進行實際測量得到,工作狀態下的壓縮系數及標準狀態下的壓縮系數可以由天然氣壓縮系數計算公式得到。
        由氣體狀態方程式(1)計算得出的標況下瞬時體積流量即為流量測量的理論值,以此理論值與流量計計量得到的標況下瞬時體積流量相比較,可以驗證流量計在傳輸過程產生的偏差。驗證過程中兩種體積流量之間的偏差如果在一定范圍內可以被接受(一般在0.3%以內),那么則認為流量計的機械式計數器與顯示儀表在傳輸過程未失真,此流量計可以用于天然氣貿易交接計量。
        2015年7月,新疆油田公司風城3#配氣站的渦輪流量計在現場驗收時就進行了此項內容的驗證,對該站在用的3套分體式溫壓補償型氣體渦輪流量計(雙顯示式)分別選取了3組數據(工況壓力、工況溫度、工況壓縮系數、標況壓縮系數、工況流量、標況流量),將流量計測量的標況流量與由氣態方程計算出的理論標況流量進行對比,得出兩者誤差,根據誤差判斷在傳輸過程的失真程度。按國家標準要求對風城3#配氣站取樣得到的天然氣組分報告,詳細數據如表1所示。根據表1中的天然氣組分,以及介質的工作壓力、工作溫度可計算出工況壓縮系數Zg,根據國家標準中天然氣標準參比條件,可計算出標況壓縮系數Zn。
        表2列出了風城3#配氣站在用的2#渦輪流量計和3#渦輪流量計在驗證過程中的詳細數據。
        由表2可知,經過驗證2#渦輪流量計和3#渦輪流量計的誤差均在0.3%以內,因此可認為以上這兩套流量計的機械式計數器與顯示儀表在傳輸過程中的誤差可被接受,此兩套渦輪流量計準確度符合標準要求,可用于天然氣貿易交接過程。
        二、小結
        1.采用分體式溫壓補償型氣體渦輪流量計的用戶應考慮數據在機械式計數器與顯示儀表傳輸過程中產生的失真問題。
        2.此方法雖然僅在渦輪流量計上進行了驗證,但根據驗證理論可知,此方法也可用于其他類型的流量計,如超聲流量計。
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