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浅谈旋进旋涡流量计在天然气计量中的应用
天然气计量是天然气生产销售中的一项重要工作,旋进旋涡智能流量计做为中原油田的常用计量表型,安装在各集、输、配气站,在正常供气过程中.存在各种各样的状态,往往在安装规范的情况下,有时运行中也造成供用气单位较大计量输差,下边仅就在计量管理工作中遇到的儿种情况作如下探讨。
旋进旋涡智能流量计是集压力传感器、温度传感器、流量计算仪、即地显示于一体,并能进行温度压力、压缩因子自动补偿的新一代流量计,无机械可动部件。该流量计的工作原理是:沿着轴向流动的流体进入流量传感器入口时,叶片强迫流体进行旋转运动,于是在旋涡发生体中心产生旋涡加速,当旋涡流进入文丘利管旋进,到达收缩段突然节流使旋涡加速,当旋涡流进入扩散段后,因回流的作用强迫进行旋进式二次旋转,此时旋涡流的旋进频率与介质流速成正比并为线性。压电传感器检测的微弱电荷信号经前置放大器放大、滤波、整形后,变成频率与流速成正比的脉冲信号,zui后送积算仪进行计数处理。
 
1、旋进旋涡流量计产生误差的判断依据
油区各集、输、配气站,通过上下游段及站内某时间段集输气量的分析,根据集输平衡原理来判断计量仪表是否正常计量。所谓集输平衡原理,就是在一个特定计量区域内在不考虑管存量和漏失的理想情况下,某时间段内所有输入的总气量,等于总的输出近似量,即∑Q集=∑Q输或∑Q总输入=∑Q总输出=Q1+Q2+Q3......QN,在实际中,这种输出量与输入量的计量误差称为输差。即输差△=(∑Q输入-∑Q输出)。通过计算输差△就可判断特定区域内的仪表是否计量正常。
 
2、旋进旋涡流量计在低量程条件下的计量输差及对策
目前.中原油田燃气管理处对前线各矿区实行了低压气,各矿区用气压力在国家城市标准供气压力0.05MPa以内。LUXZ-20B、LUXZ-25B、UXZ-32B等表型,做为矿区大多数单位用气计量的主要表型.安装在矿区各用气单位的各支干线上,随着各矿区计量收费工作的逐步开始,五、六、七矿区的输差凸现出来,七矿区更是突出。为了査找原因,我们对七矿区职工食堂安装的LUXZ-32B智能表进行了串联计量法试验。所谓串联计量法即:在同一型号的管线上,按计量表安装要求,装置两台或多台同型号的计量表进行对比观察,确认计量表是否有问题,再选用不同类型的计量表替换原计量,确认原计量表无问题时,再选用校验合格的G10膜式气表串联计量,以检査两种仪表的计量流量差别。经现场串联试验,输差相关较大,见下表:
从上表可以看出.由于LUXZ-32B是在一定压力、流量下工作的,若超出范围,就会出现误差或数字失真.从LUXZ-32B工况表发现此流量计的流量低于下限,所以G10表计量而智能表不计量。仅作业大队食堂一个计量点一个月可减少输差633M³,年可减少输差近10000M³,由此可见,在低压低量情況下,不易采用智能表,而只能更换小流量的皮膜表。
 
3、外部干扰对旋进旋涡流量计产生的输差及对策
旋进旋涡流量计是通过脉冲信号的多少来正比流量大小,事例一:脉冲对流量造成的影星是很大的,一般流量计的前后都有阀门。经试验,发现当关闭流量计后阀门.打开流量计前阀门时,如果输气管内有气体或压力.则流量计开始计数,且瞬时流量很大,有时甚至能达到800~2000M³/h,严重影星了计量底数的录取,出现比较大的输差,究其原因,是因为当打开流量计前端阀门时,管内的气流冲击,左右着流量计的发生体,产生旋涡,则流量传感器开始计量。外来电子脉冲信号直接作用计量表,计量表接受错误信号,流量计也开始计量。事例二:现场试验以报话机对部分计量表发射脉冲信号就可直接产生士误差计量。由于计量误差,气量结算时,更是出现不少纠纷,针对以上情况,建议供用气双方要加强监督,停供气时要及时关闭流量计前后阀门,及时消除外来电子脉冲带来的干扰。针对以上情况,我们向仪表厂提出改进方案,厂家来人现场调査并研制,从而提高了我们生产计量的准确度。
 
4、供气压力変化对旋进旋涡流量计产生的输差及对策
流量计正常计量时,当经过一系列处理的信号送入积算仪进行处理时,旋时旋渴流量计中的微处理器按照如下的气态方程进行温压补偿并自动进行压缩因子修正。气态方程如下:
Vn= Zn/ZgX(Pg+Pa)/Pn XTn/TgXVg其中.Vn为标准状态下的体积量(M³):Vg为未经修正的体积量(M³):Pg为流量计压力检测点处的表压(kPa);Pa为当地大气压(kPa);Tg介质的绝对温度(273.15+t)K,Pn标准大气压(101.325kPal)t为被测介质摄氏温度(℃);Tn为标准状态下的绝对温度(293.15)K;Zn/Zg=Fz²,Fz称为超压缩因子般约等于1。
我们将这个方程式进行简化,Zn/Zg~1,t的大小为(-20℃~60℃),所以Tn/Tg也可近似等于1,该气态方程可简写如下Vn=(Pg+Pa)/PnX Vg然后,就用具体的数字来进一步说明。如:测出的表压为0.5MPa,Vx为500M³/h,则Vn为3000M³/h;而如果测出的表压为0.8MPa,Vg不变,则Vn为400M³/h;如果测出的表压为10MPa,Vn为5000M³/h,因此,可以看出计量表计量范围受供气压力高低的影响。
一般在计量过程中,根据前面所提及的气体方程公式,我们可以得知,对于相同的工况流量Vg,当压力不同时,标准体积流量Vn也不同。旋进旋涡智能流量计的型号规格有多种,流量范围也各不相同供气压力的高低直接影响到计量仪表的计量范围,解决供气压力对流量计产生输差较好的办法,一是根据上游压力和下游输出管线型号,选定配比正确的流量计型号,二是确保来气压力的稳定.才能保证计量的准确性,在实际操作中要认真观察和分析,随时根据来气压力调整供气阀门,保证居民用气,又能适时纠正输差,做好这项关系到供用气双方共同利益的事情。
 
5、气量变化对供气系统流量计计量产生的输差及对策
中原油田燃气管理处供气六大队一号配气站的力诺玻璃制造有限公司,总表和厂家的表距离不超过3m,用气量在120000M³/d左右,计量表计量输差在-3000M³/d左右,在国家允许的计量误差范围内,我们连续几天进行了认真的观察和监测,终于发现了问题的症结。正常供气状态下,表计误差经检测很小、然而在每月8时到14时,每当供电紧张,厂家需启用备用发电机组发电,造成厂家用气骤增,经观察,当用气量增至6600M³/h左右,计量误差增至-6%左右,当用气量増至80M³/h左右时,计量误差増至-8%左右,这就是厂家用气量计量输差的真正原因。
原来,用气厂家正常生产时,可满足正常气量,当启用发电设备时,厂家选用的流量计流量量程就过于狭窄,无法满足不同时间不同生产情況用气量的计量要求,大流量时计量误差过大,也就是说计量表超量计量,结果造成了较大的累积流量输差。原因査清后,经认真比较和分析,在不影响厂家正常生产的情况下,经和厂家协调zui终决定在无法更改流程的情况下改由双表并联计量,从根本上纠正了流量变化大所带来的计量误差。运行一年来,计量正常.以3000M³/d计,一年累计减少计量损失天然气达108万M³,按国家规定的价格1.8元/M³,创效15万元,效益十分显著。
 

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