摘要：通過(guò)對比串聯在同(tong)一管路中的兩(liǎng)套自動孔闆計(jì)⛱️量系統♍流量值(zhí),得出在直管段(duàn)前存在調壓、過(guo)濾等節流件造(zào)成脈動流時，導(dao)緻天然氣流量(liang)産生🔅2%~ 12%的負偏🚩差(cha),論述了脈動流(liu)産生時對天然(rán)氣流量造成的(de)影響,結合流體(ti)的六種流态,對(duì)比分析了脈動(dong)♉流對天然氣流(liú)量的影響與流(liu)體流态之間的(de)關系,以及産生(sheng)脈動💔流的原因(yin),提出了消除脈(mo)動流的方法。
　　在(zai)天然氣計量過(guò)程中要求流過(guò)天然氣 孔闆流(liu)量計 的氣流爲(wei)穩定發展的定(ding)常流,定常流爲(wèi)流動參數不随(suí)時間💯變化的流(liu)動,然而在現實(shi)條件下，不可避(bì)免地存在一些(xie)偏離這一 流動(dòng)狀态的情況存(cún)在,非定常流的(de)存在導緻了天(tian)然氣計量的偏(pian)差,認識和确定(ding)非定常流造成(cheng)的影響,對保證(zheng)天然氣計量的(de)🐆正确率有着很(hen)重要的意義。我(wo)們通過對孔闆(pan)節流裝置前存(cun)在調壓、過濾裝(zhuang)置,導緻管路中(zhong)存在脈動流的(de)現象進行了長(zhang)期的🏃‍♂️觀察,對脈(mò)動流對天然氣(qì)計量的影響有(yǒu)了初步的認識(shi)。
 
　　在流體力學上(shàng)将流體分成了(le)六種流動形态(tai)(如圖1)。前兩種流(liu)☀️動狀态下,可以(yi)認爲計量是正(zhèng)确的,也就是除(chu)🔞了第-種和第二(er)種情況之外,其(qi)餘的四種情況(kuàng)都會對天然氣(qi)計量造🛀成影響(xiǎng),這四種流态統(tǒng)稱脈動流。孔闆(pǎn)流量計不🔞适用(yòng)于脈🈚動流,那麽(me)脈動流究♌竟會(huì)對孔闆流量計(jì)計量造成什麽(me)樣的影響,我們(men)通過同一管路(lu)中串聯兩套計(jì)量裝置,對孔闆(pan)前直⭐管段内存(cún)在調壓、過濾裝(zhuāng)㊙️置造成脈🏃動流(liú)對天然流🍉量的(de)影響進行了分(fen)🔆析。
1脈動流産生(shēng)時會造成天然(ran)氣流量的極大(dà)誤差
　　這種誤差(cha)可以達到2%~ 12% ,個别(bie)情況更多,且脈(mò)動流出現時,其(qi)影✂️響天♊然氣流(liú)量的狀況與圖(tú)1中, c,df流體流态相(xiàng)似,從理論✊上講(jiǎng). e這種☔情況也應(ying)該存在,在天然(rán)氣管直管段🔞内(nei),孔闆流量計前(qian)存在調壓、過濾(lü)裝置,形成脈動(dong)流造成的天然(ran)氣流量偏差總(zǒng)是偏小的,這與(yǔ)新的天然計🥰量(liang)标準SY /T6143- 2004《用标準孔(kǒng)闆流量計測量(liàng)天然🔞氣流量》是(shì)相🍉一緻的。
 
2脈動(dong)流造成了 引壓(yā)管路壓力信号(hào)傳遞過慢
　　壓力(li)信号不能被弓(gōng)引|壓管路完全(quán)傳遞,儀表無法(fa)正确測出,這是(shì)由于氣體可壓(ya)縮性決定了氣(qì)體在⛱️傳輸過程(chéng)中,有高低壓平(ping)衡的問題,由于(yú)壓力在引🍓壓管(guǎn)路傳遞過⛷️程中(zhong),高♻️低壓信号互(hù)相平衡,造成信(xìn)号滞後和畸變(bian),脈動峰值高點(dian)和低點,不能完(wán)全被表征,因差(cha)壓信号與流量(liàng)🌈爲非線性關系(xì),壓勵信号✔️的不(bu)完整造成了計(jì)量數據的偏差(chà),這種偏差由于(yu)引壓管路的不(bu)同而産生不同(tóng)的表現形式。在(zài)較短引壓管路(lu)的計量裝💚置中(zhong),差壓測量時會(huì)🔞出現劇烈波動(dong),這種波動造成(chéng)了測量數據不(bú)能被計量儀表(biao)完全測出,引起(qǐ)測量數據不完(wán)整,這是因爲由(you)于在🈲較短引壓(yā)管💜路中,壓勵在(zai)傳遞過程時并(bing)沒有得到❄️平衡(heng),高低壓點被明(ming)确界分,每種差(chà)壓測量儀表都(dou)有一定的響應(ying)時間 ,脈動流的(de)頻率與🐪儀表測(cè)量響⛹🏻‍♀️應時間不(bu)一緻,導緻了壓(ya)劢滞後,勵⚽已經(jīng)測出而脈動峰(fēng)值未到達或者(zhě)💋脈動峰值被錯(cuò)過，一些脈動數(shù)據點無法被🤩測(ce)出,造成了數據(ju)失真,無法正确(que)确定天然氣流(liú)量,并且有可能(neng)由于脈動頻率(lü)的過快,對🔞儀表(biao)造成沖擊,儀表(biao)傳感器反應受(shou)到影響,從而使(shǐ)測量結果造成(cheng)偏差,影響流量(liàng)測量的正确率(lü)。在較長引壓管(guǎn)路的孔闆計量(liang)裝置中,壓力高(gāo)低峰值之間充(chong)分平衡,緻使儀(yi)表無法測出真(zhēn)實值。
3脈動流的(de)存在造成天然(ran)氣流量無法正(zheng)确補償
　　這主要(yào)是因爲脈動流(liú)流型複雜,往往(wang)是多種流态共(gong)同作🈲用✔️,緻使不(bú)能很好地找到(dào)補償手段、确定(ding)補償量。
　　脈動流(liu)對天然氣計量(liàng)的影響主要通(tong)過影響差壓👨‍❤️‍👨,造(zào)成🍉差壓儀表示(shi)值不準表現出(chu)來,進而影響天(tian)然氣流🆚量,且其(qi)影😄響天然氣流(liú)量的各種表現(xiàn)形式如下。
(1)脈動(dong)流産生時,差壓(yā)儀表示值明顯(xian)偏低,差壓值在(zai)一一個🍉上限♍值(zhí)和一一個下限(xiàn)值之間波動,如(ru)圖2。此時天㊙️然氣(qì)流量👄實際值爲(wèi)差壓最高值時(shí)的流量,其🙇‍♀️高低(dī)點之差爲流量(liang)損🙇🏻失,天然🔱氣量(liàng)由此而産生2% ~ 6%的(de)計量誤差。
(2)脈動(dong)流産生時,差壓(ya)值有-個峰值并(bìng)在一個相對低(di)的位❓置有一個(ge)波動上下限,如(rú)圖3。在這:種情況(kuang)下流💯量真實值(zhí)爲最高值,高低(di)點之差爲流量(liang)損失,誤差可達(dá)到2.5%~ 8%。
(3)脈動流造成(cheng)的第三種情況(kuàng)是,差壓值一直(zhí)處于一🏃‍♂️個低位(wèi)波動這是影響(xiǎng)最大的一種脈(mò)動流現象是👣脈(mo)動流與随機湍(tuān)流結合的形式(shì),這種情況下造(zao)成☁️的流量損失(shi)高💔達6%~ 12%,甚至更高(gāo),如圖4。在此情況(kuang)下實際流量值(zhi)爲虛線處,而實(shí)測到的爲波形(xíng)處的平均流🔞量(liang)值(橫直線處流(liu)量值) , 這種情況(kuang)實際可以認爲(wei)是⚽随機湍流造(zao)成的,這種情況(kuàng)下造成了流量(liàng)大幅損失,造成(cheng)了計量的極大(da)誤差,而這種❗情(qing)況也并不是不(bú)能發現的。在實(shí)際情況下,偶爾(ěr)能觀察到一個(ge)最大值得出現(xiàn),而這個最大值(zhí)就是實際流量(liàng)值♊,這一點與第(dì)二種脈動流有(yǒu)相⛱️似之處,但其(qí)最大值的出現(xian)具有不确定性(xing),是最難以定量(liang)的一種現象,但(dàn)一旦出現,天然(ran)氣量偏差即在(zài)8%左右。
 
(4)多種流态(tai)共同存在。這種(zhong)情況下,天然氣(qì)損失最難确定(ding),但其誤差也在(zài)2%~ 12%之間,個别情況(kuang)有特殊。
(5)脈動流(liu)産生時天然氣(qì)管路往往能聽(tīng)到間歇天然氣(qi)氣流😄聲，特别明(ming)顯時表現爲-股(gu)-股的氣流流動(dòng),并非穩定的氣(qì)流聲音🐉。以幾種(zhǒng)情況正應合了(le)流體脈動流的(de)三種狀況,實際(ji)中由于✌️可能幾(jǐ)種狀況下的脈(mò)動流同時存在(zài),則造成的實際(ji)氣量計算更加(jiā)困🏃🏻‍♂️難,當然非周(zhou)期性脈動流在(zài)實際狀态中也(ye)是存在🚶‍♀️的,實際(jì)測量值不确定(dìng),從計量裝置前(qián)存在阻流件,形(xíng)成脈動流造成(chéng)的這幾🔞種情況(kuang)可以清楚看出(chu),儀表實際測出(chū)值總是在脈動(dòng)峰值和低值中(zhōng)間值附近,天然(ran)氣🔴量總是低于(yú)真實流量值,并(bing)且有迹象表📱明(míng)脈動流不影響(xiang)孔闆流量計流(liu)量,卻影響計量(liàng),當然這需要進(jin)一步的論證。
　　脈(mò)動流能夠造成(chéng)天然氣流量偏(piān)差,實際中以下(xià)原因可以導緻(zhì)脈動流的産生(shēng):①管路中存在阻(zǔ)流件,包括調壓(ya)裝置、過濾裝置(zhi)、彎🈚頭、閥門等。②下(xia)遊用戶用氣量(liang)波動,主要存在(zai)原因是用戶用(yong)氣量💞大,用氣量(liàng)不确定,管路中(zhōng)又不存‼️在儲氣(qì)調🏃🏻‍♂️峰設施,造🏃🏻成(chéng)氣流忽🧑🏽‍🤝‍🧑🏻高忽低(dī),容易形成脈動(dong)流.當然在這裏(li)要注意區分脈(mo)動流和氣流♉波(bo)動之間的區别(bie),氣流波動并🐕非(fei)氣流脈動。③流🏃🏻‍♂️體(ti)壓力過低,流速(sù)過快導緻流體(ti)流态不穩❄️。④孔闆(pǎn)表面不清潔,氣(qì)體含液造成氣(qi)流脈動。⑤天然氣(qì)含有雜質,影響(xiǎng)氣體流态,特别(bie)是過濾裝置、整(zheng)流👅裝置被雜質(zhi)堵塞後,易形成(cheng)脈動流。
　　對于孔(kong)闆原因造成的(de)脈動流不符合(he).上面的規律,阻(zu)流件造成的脈(mò)動流對天然計(jì)量影響這麽大(dà),實際過程中如(rú)何判斷脈動❤️流(liú):①聽。通過氣流的(de)聲音,判斷是否(fou)存在脈動流,特(tè)别明顯⛱️的脈動(dòng)流往往能夠聽(ting)到氣流一股一(yi)股哧哧變化的(de)聲音,此時流量(liang)誤差一般不會(hui)低于 5%。②觀查儀表(biao)示值。由于計量(liàng)時孔闆🔞上遊靜(jing)壓力較高,脈動(dong)流出現時造成(chéng)靜壓力💔的變化(huà)并不是很明顯(xian)。脈動流對差壓(yā)的⭐影響是很明(míng)顯的,一般出現(xiàn)差壓波☁️動在2%以(yi)上就應該注意(yì)是不是脈動流(liu)的影響,差壓波(bō)動在5%以上就應(ying)該立即☁️消除,否(fou)則就會造成很(hen)大的計量誤差(cha)。③減少引壓管長(zhǎng)度,測量就地化(hua),既是增加測量(liang)💘正确率,也是爲(wei)正确确定流體(tǐ)流态(脈動流)提(ti)供條件✍️,以減少(shao)脈動流造成的(de)流量損失。
　　如何(he)消除脈動流:根(gēn)據實際觀察,在(zài)管路阻流件在(zai)孔闆計💘量😍裝置(zhi)前,且阻流件爲(wèi)調壓裝置、過濾(lǜ)裝置形成脈動(dong)流時🍓,将對天然(rán)氣計量造成以(yǐ)上幾種脈🌐動流(liu)狀态的影響,并(bing)且天然氣計量(liang)示值明顯偏小(xiǎo),偏小程度從2% ~ 12%不(bu)等,給天然氣計(ji)量造成很大誤(wu)差,因🧑🏾‍🤝‍🧑🏼此消除脈(mo)動✉️流的影響是(shì)🔅很重要的一個(ge)環節。①在設🚩計時(shí)就要優先考慮(lü)直管段長度,确(que)保管路内流體(tǐ)流态處于定常(chang)流圖1中的a b兩種(zhong)狀态。②以穩定的(de)流量穩定供氣(qi),加裝調峰㊙️裝置(zhì),避免出現用戶(hu)氣量波動造成(cheng)的氣流脈動。③避(bi)免和減少計量(liàng)裝置前的任何(hé)📐阻流件,在條件(jian)許可的情況.下(xia),避兔用上遊節(jiē)流、調壓,需要在(zài)上遊節流、調壓(yā)時🔞,要延長直管(guan)段,并在離孔闆(pǎn)流量計盡可能(neng)遠的地方進行(hang)。④計量上遊直管(guǎn)段前安裝㊙️整流(liu)器。⑤盡量避免低(dī)壓供氣。⑥保證天(tiān)然氣氣質符合(he)要求,不含粉塵(chen)、油污、水等雜質(zhi),在氣質沒有保(bao)證的情況下,設(she)計時應該相應(ying)提高技術标準(zhun)🆚。
　　認識脈動流對(dui)天然氣孔闆流(liu)量計 計量的影(ying)響,對孔闆流量(liàng)計的設計、安裝(zhuang)、運行有指導意(yì)義,随着☂️對脈動(dòng)流認識的深入(ru)和科學技術的(de)發展,有望解決(jue)非定常流狀态(tai)下孔闆流量計(ji)的補✉️償問題,進(jin)而擴🥰大孔闆流(liu)量計的适用範(fàn)圍。

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