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关键词 :流量计 液位计 物位计 温度计 压力表 变送器

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孔板流量计应用探析
发布时间:2023-11-22 | 浏览次数: 108

摘要:阐述了孔板流量计的测量原理,针对目前在天然气计量中孔板流量计的运行情况,分析了影响孔板流量计计量精度的因素,并提出了提高孔板流量计计量精度的若干措施及孔板流量计发展趋势。

0引言
由油井计量分离器分离出的天然气由于分离不净含有油污,属脏污介质;计量分离器常有气路跑油现象,造成管线内积液;天然气流量不稳定,并随时间周期性地大幅度变化,属脉动流体。上述特点给天然气计量仪表的设计选型、使用维护及准确计量带来较大困难。目前,在油田单井、分队、自用气及外输气交接计量中应用孔板流量计较多,影响孔板流量计计量准确的因素很多,笔者现就影响孔板流量计计量准确的因素,从孔板流量计的工作原理、孔板的管理及孔板安装使用条件等方面结合实际情况加以分析。

1 孔板流量计工作原理
孔板流量计是根据安装在管道中的孔板产生的差压,已知流体条件和孔板与管道的几何尺寸来测量流量。它由孔板、差压变送器和流量显示仪组成。当流体流经设置在管道中的节流件(孔板)时,流束将在节流件处形成局部收缩,此时流速增大,静压降低,在孔板前后产生差压;流量愈大,差压愈大,因而可根据差压来衡量流量的大小。这种测量方法以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础。

2孔板流量计仪表特点
由于节流装置具有结构简单,安装方便,工作可靠,有一定的准确度,能满足一般工程测量和贸易计量的需要;且具有长期的使用历史,有丰富可靠的实验数据,设计加工已经标准化,只要按标准设计、加工、安装、检验和使用,无需进行实测标定,也能在已知的不确定度范围内进行流量测量,这也是它得以如此广泛使用的原因,据了解,国内有80%以上的天然气计量系统采用这种计量方法。

3影响孔板流量计准确计量的因素
通过现场多年使用和维护孔板流量计,发现仪表在运行中普遍存在以下几个问题:
1)采用传统孔板流量计测量存在测量范围窄(为1:3.5)、测量精度低以及在气体流量波动范围大时需更换不同的孔板元件等缺点。
2)在秋冬春三个季节,由于天然气中含水、原油及一些颗粒杂质,容易使差压计导压管路发生堵塞或阻塞现象,造成差压计不能准确地反映节流装置产生的真实差压信号。
3)由于天然气气液分离效果不好,在导压管路中及差压计的正负压力室产生积水、积油等现象,使差压计产生液位附加误差造成计量不准。
4)孔板流量计内的孔板需定期检查、清洗和检测几何尺寸,而天然气计量条件差,加之管理不够,很难定期检修,致使许多计量站上的孔板流量计安装后长期失去管理。其结果是造成很大浪费又没有真正解决实际问题。
5)对天然气来说,当介质压力温度变化时,其体积也随之改变,从而使仪表显示随温度压力的变化而产生误差。

4提高孔板量计计量精度的措施
标准孔板节流装置天然气流量的计算公式是以通过孔板的气流为单相、稳定流动的基础上推导出来的,当测量的气流条件达不到规定要求时,便不能获得可靠的测量值。对于气流脉动、气质中含水及含杂质的油田单井天然气计量,目前尚未找到一种方法来确定或预测一个修正系数以便弥补这种误差。通过上述讨论可知,要想提高双波纹管差压式流量计的计量精度,必须抑制气流波动、消除气质中的水分及杂质,使气流条件达到规定的要求,并减少环境及人为因素对仪表的影响。通过长时间的试验与应用,证明以下几种方法可以提高孔板流量计计量精度。

5孔板流量计发展与展望
从以上对孔板流量计在油田天然气计量应用情况的分析中可以看出,孔板流量计存在许多不尽人意的缺点,用于油田天然气计量困难和问题较多,受各种因素影响综合计量精度不是很高,但孔板流量计作为一种计量器具,它有悠久的历史,经过无数专家、学者的潜心研究和完善,它的设计、计算、力n-r_、安装、使用、维护等环节都具备了完备的标准和规范。目前还没有任何一种流量计可以和它“相提并论”。孔板流量计作为一种经典流量计量器具,是由若干个独立单元组合在一起的,它们之间配置合理与否,安装是否规范都会直接影响孔板的测量精度,因此研制一体化孔板流量计产品,简化结构,减少运行维护量,提高性价比,是未来前景很广阔的项目,它的型式和参数是随着测试技术的发展而不断优化的,与传统孔板流量计相比,当今孔板流量计发展趋势是一体化、高精度、宽量比的新型智能流量计,拥有补偿功能完善的流量计算机,具有强大的功能软件,同时设有RS485计算机通信接口,可与DCS连接通信,对维护检修提供了方便,这些都为孔板流量计更好地应用提供了可靠的技术保证。

6结束语
总之,提高孔板流量计计量精度是一项系统工程,要从技术、管理、监督等多方面着手,应作为企业计量部门基础管理工作的重点来抓。只有深人研究、多管齐下、措施到位,才能真正有效地提高计量精度,使企业的经济效益和管理水平同时达到一个新的高度。

 
 
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