孔板流量計在當(dāng)前天然氣流量計量中占領(lǐng)很大市場,同時由于自動化技術(shù)在孔板流量計計量系統(tǒng)中的應(yīng)用,使孔板流量計計量系統(tǒng)克制了傳統(tǒng)計量過程中人為誤差等不利要素,進一步進步了孔板流量計的計量**度。
自然氣流量計量辦法我國自然氣計量通常以體積表示,法定單位是立方米。我國規(guī)則自然氣流量丈量的規(guī)范狀態(tài)是:優(yōu)良壓力為0.101325MPa,溫度為23.15℃。自然氣流量計量辦法很多,可用的流量儀表也很多,按工作原理大致分為:差壓式流量計、容積式流量計、速度式流量計3品種型。在計量規(guī)范方面,目前世界上多數(shù)國度計量規(guī)范逐漸向IS05167《用孔板丈量充溢圓管的流體的流量》靠攏,我國自然氣計量規(guī)范也修訂為SY/T6143-1996《自然氣流量的規(guī)范孔板計量辦法》。
1 實現(xiàn)孔板流量計自動化計量的4種模式
孔板流量計自動計量概況所謂自動計量,就是利用變送器實時檢測天然氣流量計量中所涉及到的溫度、壓力、壓差等參數(shù),通過計算機中的流量計算軟件,實現(xiàn)整個流量測量環(huán)節(jié)中無人工參與的天然氣流量測量。隨著計量技術(shù)的發(fā)展和計算機運用的普及。實現(xiàn)孔板流量計自動化計量的方案較多,目前主要有以下4種模式。
(1)單變量變送器+流量計算機(或工控機) 利用單變量模擬變送器分別檢測溫度、壓力、差壓,并將檢測到的電信號轉(zhuǎn)換成規(guī)范的4-20MA模仿信號送人流量計算機(或工控機)的數(shù)據(jù)采集卡,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,在流量計算機(或工控機)上經(jīng)過流量計算軟件計算出自然氣瞬時流量、累積流量以及完成其他輔助功用。此方式屬傳統(tǒng)自動計量形式,缺陷為采集、傳輸為模仿信號,抗干擾才能較差,由于信號轉(zhuǎn)換等問題計量精度難以進步,而且硬件較復(fù)雜、中間環(huán)節(jié)較多、牢靠性較差??蓴U展為:單變質(zhì)變送器+流量計算機+工控機,從而完成流量計算與顯現(xiàn)分開,進步系統(tǒng)的牢靠性和可視性。
(2)多變質(zhì)變送器+流量計算機(或工控機) 應(yīng)用1臺多變量智能變遞器同時檢測溫度、壓力、差壓等,采用現(xiàn)場總線制,經(jīng)過數(shù)字信號傳輸,送入流量計算機(或工控機)數(shù)據(jù)采集卡后上經(jīng)過流量計算軟件計算出自然氣瞬時流量、累積流量及完成其他功用。為增加系統(tǒng)的牢靠性和操作界面直觀化,這種方式也可擴展為:多變質(zhì)變送器+流量計算機+工控機,即流量計算機中完成流量計算,工控機上完成顯現(xiàn)。
(3)多變量智能變送器+工控機此方式與形式2比擬,主要區(qū)別是變送器內(nèi)固化了流量處置軟件,使得變送器能夠就地顯現(xiàn)瞬時丈量參數(shù)和計算瞬時流量,并經(jīng)過數(shù)字信號傳輸,送入工控機顯現(xiàn)和完成其他輸助功用。所丈量的流量值必需在工控機上停止二次處置,以完成數(shù)據(jù)的累積和存儲功用。采用這種方式,系統(tǒng)構(gòu)造進一步簡化,變送器可單校也可聯(lián)校,易于維護。但由于在工控機內(nèi)完成流量的累積和存儲,牢靠性較差,易形成數(shù)據(jù)喪失。
2 自動計量準(zhǔn)繩
自動計量計劃選擇的準(zhǔn)繩由于自然氣流量計量是一種間接的、多參數(shù)的、動態(tài)的、不可再現(xiàn)的丈量,自然氣的流量計量是流量丈量中的難點之一。因而,在選擇詳細(xì)計劃時,應(yīng)著重思索系統(tǒng)的牢靠性、**性和*性。普通主要服從以下準(zhǔn)繩。
(1)數(shù)據(jù)的平安性準(zhǔn)繩指在非儀表毛病的狀況下,計量系統(tǒng)可以提供**的計量數(shù)據(jù),以完成對自然氣管網(wǎng)的有效監(jiān)控,并保證數(shù)據(jù)的牢靠性,為企業(yè)信息系統(tǒng)完成企業(yè)管理、運營、指揮、諧和提供重要根據(jù)。計量是信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源,一旦呈現(xiàn)問題,將給企業(yè)帶來不可估量的損失。因而,數(shù)據(jù)源請求**、齊全、完好、牢靠。為此在選擇計劃時,首要問題就是思索計量數(shù)據(jù)的平安性。由于針對自然氣集輸企業(yè)分散、環(huán)境要素惡劣,要充沛思索計算機毛病、電力供給等實踐狀況,做好預(yù)案,防止由此而惹起的數(shù)據(jù)喪失。
(2)計量回路的獨立性準(zhǔn)繩主要是為了保證在計量系統(tǒng)呈現(xiàn)問題時,盡量減少毛病的影響面,降低毛病的影響水平,從而維護企業(yè)的平安平穩(wěn)運轉(zhuǎn)和經(jīng)濟效益。
(3)運用操作的簡單、牢靠準(zhǔn)繩由于自然氣集輸企業(yè)的站、場普通都比擬分散,專業(yè)人員相對較少。因而,在選擇、設(shè)計計劃時要充沛思索操作、維護的扼要性,做到簡單易用、高牢靠、低維護,從而確保計量系統(tǒng)的長期、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
(4)統(tǒng)籌開展的準(zhǔn)繩隨同自然氣貿(mào)易的開展對自然氣計量的精度和計量方式的請求也越來越高。在選擇時要思索自然氣計量交接方式的可能改動和實時計量補償?shù)目赡?,如在線色譜剖析、實時補償、能量計量等。假如要在企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的根底上,樹立以企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶的站控系統(tǒng),則應(yīng)思索完成計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程組態(tài)。
3 存在的問題
存在的問題雖然孔板流量計自動計量系統(tǒng)的開展越來越完善,但由于設(shè)備、丈量儀表自身的緣由和自動計量技術(shù)上的局限性,在進步計量的**性和數(shù)據(jù)處置上,仍存在一些問題。
(1)節(jié)流安裝帶來的誤差首先,孔板流量計在流體較為潔凈、流經(jīng)節(jié)流安裝前直管段比擬理想(遠(yuǎn)大于10倍圓管直徑)、流體處于紊流狀態(tài)(雷諾數(shù)大于4000)時,其**度可達0.75級。但由于氣質(zhì)、計量直管段沒有到達請求,孔板產(chǎn)生誤差的要素有:孔板人口銳角損傷;液體及固體污物堆積在孔板外表,使孔板外表粗糙度改動,大大增加丈量誤差。
(2)現(xiàn)場變送器的誤差現(xiàn)場壓力、并壓變送器自身能到達的**度是完成整個計量系統(tǒng)**度的根底。因而,要保證差壓變送器、溫度傳感器、壓力傳感器的自身**度為*,即時停止檢定,保證其**度。
依據(jù)實踐應(yīng)用狀況,就進步計量**度提出以下控制辦法及倡議。
(1)孔板節(jié)流裝里必需契合規(guī)范孔板節(jié)流安裝應(yīng)依照規(guī)范裝置設(shè)計,依據(jù)孔板前阻力件方式配接足夠長度的直管段,普通應(yīng)至少前30D。文23氣田在開發(fā)初期局部集氣站因設(shè)計緣由流量計直管段長度為D后5D,形成自然氣計量輸差到達±5%~±8%。剖析緣由后經(jīng)技術(shù)改造,計量管段改為前30D后10D,使計量輸差降低到±1.5%。
(2)氣流中存在脈動流的改善措施在自然氣計量中由于各種緣由使自然氣脈動,能夠采取以下措施減小脈動流的影響。1)在滿足計量才能的條件下,應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的丈量管,使Δp、β在比擬高的雷諾數(shù)下運轉(zhuǎn)。2)采用短引壓管線,盡量減少引壓管線系統(tǒng)中的阻力件,并使上下游管段相等,以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動振幅的增加。3)采用自動清管系統(tǒng)或低處裝置分液器來降低管線中積液惹起的脈動。為使自然氣流量計量到達具有*佳的計量性能,應(yīng)將自然氣中的水分*脫出。