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流體流态(tài)在天然氣(qì)孔闆流量(liàng)計量中重(zhong)要性
發布(bu)時間:2020-6-1 08:31:34
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[摘要(yao)]論述了流(liú)過天然氣(qì)孔闆流量(liang)計
的天然(ran)氣從淩态(tai)偏離定常(cháng)流的那一(yi)刻起,計量(liàng)值就開始(shǐ)逐✍️漸偏小(xiao),造成計量(liàng)負偏差,并(bing)且随着天(tian)然🔴氣流态(tai)偏離定常(chang)流程度⭐越(yuè)大,這種計(ji)量負偏差(chà)也🆚随之增(zēng)大。從而🐪推(tuī)導出在影(ying)響天然氣(qi)計量的因(yin)素裏,無論(lùn)是管路中(zhong)存在阻流(liu)件還是其(qí)組合,導緻(zhì)的結果必(bì)然是流體(tǐ)流态偏離(li)定常流,從(cóng)而造成天(tian)然⭐氣計量(liang)值出現負(fu)偏差。阻流(liu)件種類和(he)組合形式(shì)隻是通過(guò)影響天然(rán)氣流态影(yǐng)響
孔闆流(liu)量計
計量(liang)。因此造成(chéng)的最終結(jie)果都是使(shǐ)孔闆流量(liang)計計量值(zhí)偏♻️小,隻是(shi)程度不同(tong)。還提出了(le)現場确定(ding)孔闆流量(liang)🧡計流态偏(piān)離的方法(fa)。
0.引言
在天(tiān)然氣計量(liàng)過程中存(cun)在着很多(duō)影響因素(su),氣體的流(liu)動狀态是(shì)其中很重(zhòng)要的一個(gè)方面。天然(rán)氣孔闆計(jì)量要🈲求流(liú)過孔闆流(liu)量計的流(liú)體是穩定(ding)發展的定(ding)常流,然而(ér)在現實條(tiáo)件下,往往(wǎng)有很多偏(piān)離定常流(liú)态的情況(kuang)存在,因此(ci)準确确定(ding)流态對天(tian)然氣計量(liàng)的影響有(yǒu)着極其重(zhòng)要的意義(yi),是天然氣(qi)準确🌈計量(liang)的前提和(hé)保證。
1.流體(tǐ)流态對天(tian)然氣孔闆(pǎn)流上計的(de)影響
定常(cháng)流是指流(liu)動參數不(bú)随時間變(biàn)化的流動(dong),在流體💰力(li)學中👅将流(liú)體流動狀(zhuang)态大緻分(fen)爲6種,這6種(zhǒng)流動狀态(tài)對天然氣(qì)計量會造(zao)成什麽影(yǐng)響,是我們(men)非常關心(xīn)的㊙️一個問(wen)題。
圖(tú)1是典型的(de)流體流動(dong)狀态圖,圖(tú)中:a爲速度(du)恒定,代表(biao)定常流;b爲(wèi)速度作小(xiao)幅變化,可(ke)近似爲定(dìng)常流;e爲周(zhou)期🌈性諧⭐波(bo)脈⚽動流🏃♂️(正(zhèng)弦波);d爲周(zhou)期性非諧(xie)波脈動流(liu)(生理波);e爲(wei)非周期性(xing)脈動流(衰(shuāi)減波);f爲随(suí)機流動(湍(tuan)流)。
隻有a符(fu)合計量要(yao)求,其餘的(de)5種情況都(dōu)不符合要(yao)求🔅。實際中(zhong)發現當流(liú)态脫離a流(liu)态(定常流(liú))時,天然氣(qì)計量值偏(pian)小,其偏小(xiao)程度随着(zhe)流态偏離(lí)定常流程(chéng)度🍉的增大(da)而增大,也(yě)就是圖1中(zhong),流态由a發(fa)展到f,孔闆(pǎn)流量計計(jì)景值負偏(piān)差🍓越來越(yuè)大,天然氣(qì)流量誤差(cha)呈線性增(zeng)大。當✨然,現(xian)實情況中(zhong),往往是多(duo)種流态共(gòng)同作用,很(hen)難準确确(que)定其補償(chang)量。但是通(tong)過對比實(shí)驗,很容易(yì)确定其最(zui)終偏小幅(fú)度。天然氣(qi)流動狀态(tai)從😄a發展到(dào)f,其誤差由(yóu)0起步,最高(gao)可以達到(dao)12% ,甚至更高(gāo)。
國際上根(gēn)據已有的(de)實驗數據(jù)證明,在流(liu)體流态沒(méi)有發展到(dào)定❤️常流的(de)情況下,天(tian)然氣計量(liàng)值總是偏(piān)小,這🔞一點(diǎn)與實際觀(guan)察到的現(xian)象是相符(fú)的。事實上(shang),随着流态(tài)偏離定常(cháng)流狀态越(yuè)遠,天然氣(qì)計最值偏(pian)差就越大(da)☀️,這一認識(shi)♈是基于國(guó)🔱際上的實(shí)💃驗數據和(he)現場流量(liàng)計🌐量中計(ji)量數據對(dui)比流态得(de)出的。
表1中(zhong)數據來源(yuan)于實流計(ji)量系統,可(kě)以看出,天(tian)然氣流态(tai)在🔞脫離🌈定(dìng)常流态的(de)情況下,天(tian)然氣計量(liàng)值總是偏(piān)小,并且流(liu)态偏離定(dìng)常流越遠(yuǎn),計量值偏(piān)小程♉度越(yuè)大。實際中(zhōng),天然氣流(liú)量在發生(shēng)流🐅态偏離(lí)時,誤差可(kě)達到📐2%~12%(事實(shí)上應🏃🏻該是(shì)0~12% ,但由于在(zài)低誤差下(xià),影響因素(sù)較多,需要(yao)準确确定(dìng))。實際中發(fā)現,當阻流(liú)件從✏️孔闆(pǎn)前10D延長到(dào)45D,發生流态(tài)偏移時,所(suo)造成的計(ji)量偏差沒(mei)有明顯減(jian)小。這說明(ming)當發生流(liú)态偏移時(shi),影響📱距離(lí)是非常深(shen)遠的,特别(bie)是當發生(sheng)流🔞态偏移(yi)程度較大(da)時,這種影(ying)響就更遠(yuǎn)。在不整流(liu)的情況下(xia)🈲,僅僅💞是延(yán)長幾十D甚(shen)至100D以上的(de)直管段,效(xiao)果并不明(ming)顯,對消除(chu)流體流态(tai)偏移(脈動(dòng)流)的方法(fǎ)須要進一(yī)步研究。
歐(ou)美制定了(le)API+NEI 試驗計劃(hua),并通過十(shí)多年的孔(kong)闆流量計(jì)試驗研究(jiū),建立了16376個(ge)數據點的(de)API +EEC數據庫,在(zài)此基礎上(shang)修訂了新(xīn)的計量标(biao)準。這些數(shù)據表明在(zai)流态不能(néng)發展⭕到定(dìng)常流的狀(zhuang)況下,天然(ran)氣計🌈量值(zhí)總是偏小(xiao)的,這一結(jie)論與實♌流(liú)觀察到的(de)情況是一(yī)緻的。
2.阻流(liu)件對流态(tài)及流态對(duì)孔闆流量(liang)計的影響(xiǎng)作.用
阻流(liú)件通過影(ying)響天然氣(qì)流态影響(xiǎng)天然氣孔(kǒng)闆流🤟量計(ji),國際上和(he)實流觀察(cha)到的情況(kuàng)都是使計(jì)量值偏小(xiǎo)🔴。從這一點(dian)重新認識(shí),可以發現(xiàn),阻流件不(bú)論以何種(zhǒng)形式進行(hang)組合,導緻(zhì)的結🐅果必(bì)然是使流(liú)體流💁動偏(piān)離定常流(liú)态,從而産(chan)生計最誤(wu)差,因此這(zhe)種誤差總(zǒng)是偏小,隻(zhī)是阻流件(jian)的形式不(bú)同🔱,影響程(cheng)度也不同(tóng)。但并不是(shi)隻要存在(zài)阻流件就(jiu)會出現偏(pian)離流态的(de)情況💘,需要(yao)各種工況(kuàng)達到條件(jian)才會産生(sheng)影響🚶,在小(xiǎo)流量下阻(zu)流件并不(bu)影響計量(liàng);在大🔞流量(liàng)下就可能(neng)對流态造(zào)成影響,進(jin)而影響計(jì)量。在節流(liú)降壓🈲小的(de)情況下,不(bu)影響計量(liang);節流降壓(ya)大的情況(kuàng)下,就可能(néng)造成流♋态(tài)偏移,表現(xian)爲🏃🏻每種阻(zu)流件都有(you)一定的适(shi)用條件(在(zai)該條件下(xià)不産生♊流(liú)态偏離),在(zài)超出其正(zhèng)常适用條(tiao)件時即會(hui)發生流🔴态(tai)偏移,産生(sheng)脈動流,影(yǐng)響計量。
流(liu)體流态通(tōng)過影響孔(kǒng)闆流量計(ji)差壓測量(liàng)儀表,進而(er)影晌天🍉然(rán)氣流量。因(yin)此,差壓儀(yí)表對天然(ran)氣流體☂️流(liú)動狀态是(shi)非💋常敏感(gan)的👅。在流體(ti)偏離定常(cháng)流态時🔞,差(cha)壓顯示儀(yí)表會産生(shēng)波動,并且(qiě)這種波動(dòng)會随着流(liú)體偏離定(ding)常流态的(de)程度增大(dà)而增大,天(tiān)然氣量誤(wu)差也會随(suí)之同步增(zēng)大❗。實際中(zhong)發現差壓(ya)波動時,真(zhēn)實流量爲(wei)🎯其在最大(dà)值時的流(liu)量。計量系(xi)統計算得(dé)出的往往(wǎng)是高低值(zhí)中🌈間的中(zhōng)間值。因此(cǐ),在流體流(liu)态偏離定(ding)常流時,這(zhè)種偏差甚(shèn)至能達🍉到(dao)12%以上,孔闆(pan)流量計達(dá)不到精度(dù)要求。
實際(ji)中可以從(cóng)以下方面(mian)确定流體(tǐ)流态偏離(li)定常🏃♂️流态(tai):
(1)從差壓儀(yi)表示值看(kan)是否偏離(li),這是最直(zhi)觀的判斷(duàn)👉方法,流體(ti)流🙇🏻态的變(bian)化情況直(zhí)接反映在(zai)差壓波動(dong)🔱上,差壓波(bo)動超過2%,就(jiu)應該進行(hang)檢查。
(2)看計(ji)量直管段(duan)前是否存(cún)在阻流件(jiàn),特别是節(jiē)流件,存在(zai)⛱️阻流件時(shí)就應該引(yin)起注意,要(yào)對其進行(háng)論證和觀(guān)🌂察。
(3)聽氣流(liu)流過的聲(shēng)音是否穩(wěn)定。
(4)通過理(lǐ)論驗算與(yu)建立對比(bǐ)流量測量(liang)裝置,比對(dui)準确确📱定(ding)💔流體🐪偏離(li)流态計量(liàng)問題。
3.結束(shù)語
流體流(liú)态對天然(rán)氣計量有(you)着深遠的(de)影響,穩定(ding)發💛展的定(dìng)長流是天(tian)然氣準确(que)計量的前(qián)提和保證(zheng),當流體流(liú)态偏離定(dìng)長流流🍓态(tài)時,孔闆流(liú)量計量值(zhi)就㊙️開始偏(piān)小這種偏(pian)離程度随(suí)流體偏離(lí)程度增大(dà)而🏃🏻增大,因(yin)此在用孔(kǒng)闆流量計(ji)測📞量天然(ran)氣流量時(shi)必須消除(chu)一切影響(xiang)流體流态(tài)的因素。
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