壓力(li)偏差(cha)對天然氣流量(liang)計檢定影(ying)響
摘(zhai)要:爲控制天然(ran)氣流量檢(jian)定過(guo)程中(zhong)的(de)誤差,降(jiang)低各項因(yin)素對(dui)檢定(ding)結果的影(ying)響,建(jian)立(li)了(le)數據(ju)模型(xing)研(yan)究(jiu)天然(ran)氣流量(liang)計(ji)檢定(ding)過程中壓(ya)力偏(pian)差對檢(jian)定(ding)結果(guo)的影響,結(jie)果表(biao)明天然氣(qi)流量(liang)計 檢(jian)定(ding)介(jie)質壓(ya)力偏(pian)差對檢定(ding)結果(guo)的影響較(jiao)大,可以采取二(er)次調(diao)壓措(cuo)施控(kong)制壓力(li)波(bo)動。除(chu)了壓(ya)力偏差外(wai),環境溫度(du)對檢(jian)定結(jie)果也有一(yi)定程(cheng)度的影響,可以(yi)采用升溫(wen)和降溫措(cuo)施保證天(tian)然氣(qi)與外(wai)界溫(wen)度(du)的(de)一緻(zhi)性。 天然氣流量(liang)計檢定過(guo)程中(zhong),檢定結(jie)果受介(jie)質溫度(du)、氣質組分、壓力(li)變化和(he)計量設備(bei)性能(neng)等因(yin)素的影響(xiang)。壓力(li)是(shi)天(tian)然氣流量(liang)計(ji)檢(jian)定過(guo)程中一個(ge)重要(yao)因素(su),其極易受(shou)到沉積(ji)物(wu)、内殘(can)液、感壓(ya)膜片性(xing)能等因(yin)素(su)的影響,緻(zhi)使檢(jian)定過(guo)程中壓力(li)不斷變化。文章(zhang)中壓(ya)力偏(pian)差對(dui)流量(liang)計檢定偏差的(de)影響,并提(ti)出壓(ya)力控制措施,以(yi)期爲相關人員提供(gong)參考。. 一、天(tian)然氣流(liu)量計檢(jian)定數(shu)學(xue)模型 天(tian)然氣流量(liang)檢定(ding)時以串聯的方(fang)式安(an)裝于标準(zhun)器:上(shang)遊,檢定過(guo)程中流量計質量mf爲(wei): Mƒ=ms+△ 式(shi)中:△m爲壓(ya)力變化導(dao)緻流(liu)量計内介質質(zhi)量變(bian)化量;ms爲流(liu)量計介質質量(liang)。 根據天然(ran)氣流(liu)量計(ji)狀态方程(cheng),可得流(liu)量計管(guan)容内(nei)介(jie)質質量(liang)m計算(suan)公式(shi): 式中:p爲流(liu)量計介質(zhi)壓力(li);M爲摩爾質量;V爲(wei)管容;R爲氣(qi)體常數;Z爲壓縮(suo)因子(zi);T爲管(guan)容内(nei)溫度。 考慮(lü)到天然氣流量計檢(jian)定前(qian)和檢(jian)定後(hou),其管(guan)容(rong)内壓力(li)變化(hua)較小,可以(yi)認爲(wei)在流量計(ji)檢定(ding)過程(cheng)中壓(ya)縮因(yin)子基(ji)本物(wu)變化(hua),其(qi)爲常數(shu);摩爾(er)氣(qi)體(ti)常數(shu)固定不改(gai)變;介(jie)質組分(fen)無變化(hua);管道(dao)容積(ji)爲定(ding)值,則天(tian)然氣流(liu)量計(ji)檢(jian)定(ding)前後(hou)管容(rong)質(zhi)量變化(hua)量爲(wei): 由式(shi)(3)無法(fa)直觀(guan)看(kan)出壓力(li)偏差對天(tian)然氣流量(liang)計(ji)檢(jian)定的(de)影響(xiang),因此(ci)以下(xia)展開(kai)實(shi)驗(yan)分析(xi),壓力對檢定結(jie)果的影(ying)響2l。 二、實(shi)驗分析與(yu)讨論 采用(yong)便攜(xie)式流(liu)量标準裝置對(dui)口徑(jing)爲(wei)DN300天(tian)然氣(qi)超聲(sheng)流量(liang)計 進(jin)行實驗,實驗介(jie)質爲天(tian)然(ran)氣,天然氣(qi)組分如表(biao)1所示。實驗工作壓力(li)爲(wei)4.88MPa,實驗溫(wen)度爲21℃,超聲波流量計與(yu)裝置人(ren)口管道(dao)之(zhi)間的(de)距離(li)約爲20m。 在以(yi)上試驗條件下,天然(ran)氣壓縮因(yin)子Z=0.915;管(guan)道容(rong)積V=πR2=3.14x0.152x20=1.413m2;氣(qi)體常數(shu)R=8.314KJ/(kmol·k);天然氣(qi)摩爾質(zhi)量(liang)M=Σximi=16.7598x10-3kg/mol。根據(ju)以上(shang)參(can)數(shu),計算(suan)出天然氣(qi)管容質量變化量爲(wei): 每個流量點檢(jian)測時(shi)間(jian)設置爲(wei)30s,天然(ran)氣(qi)流量計(ji)檢驗(yan)前後壓力(li)和溫度差(cha)值的(de)平均(jun)值分别爲(wei)11.4、0.12,将其代(dai)人公式可得(de):. 天然氣流(liu)量計(ji)檢定過程(cheng)中,以100m3/h流量(liang)點爲(wei)例,檢(jian)定過程中流量(liang)計介質質(zhi)量約(yue)爲(wei): 從(cong)計算(suan)結果來(lai)看(kan),壓力(li)偏差對對天然(ran)氣流(liu)量(liang)計檢定(ding)偏差的影響較(jiao)大,爲(wei)在(zai)流量計(ji)檢定過(guo)程中減(jian)小檢(jian)定偏差,需(xu)要控制氣(qi)體流(liu)量和(he)壓力。 除了(le)需要(yao)考慮壓力(li)偏差(cha)對天(tian)然氣(qi)流量(liang)計(ji)檢(jian)定偏(pian)差的(de)影(ying)響外,還(hai)需要(yao)考(kao)慮(lü)環境(jing)溫度(du)因素,在流(liu)量檢(jian)定過(guo)程中盡量保(bao)證外界(jie)溫度與(yu)天然氣(qi)溫度(du)的一-緻性(xing),減小溫(wen)度(du)變化帶來的(de)檢(jian)定偏(pian)差。在(zai)天然(ran)氣流(liu)量計(ji)檢(jian)定過程(cheng)中,可(ke)以采(cai)取加熱措(cuo)施(shi)避免天(tian)然氣溫度(du)快速下降,此(ci)外(wai)也可(ke)以采用等降壓措施(shi),增(zeng)加氣體(ti)對外界(jie)熱(re)量的(de)吸收(shou)能力,降低(di)外界溫(wen)度(du),以此(ci)來保(bao)證外界溫(wen)度與天(tian)然(ran)氣溫(wen)度的一(yi)緻(zhi)性。. 三(san)、壓力(li)偏(pian)差影響(xiang)因素(su)解(jie)決措施(shi). 爲了(le)控(kong)制被測(ce)量氣(qi)體的(de)溫度(du)和壓力的(de)變化,提高(gao)測量(liang)精度(du),必須建立(li)壓力(li)和溫(wen)度的控制(zhi)和調節方(fang)案。 (一(yi))天然氣(qi)壓力控(kong)制 在(zai)天然(ran)氣流(liu)量計檢定過程(cheng)中,爲控制(zhi)天然氣的(de)流量(liang)和壓(ya)力,可(ke)以在(zai)天然(ran)氣過(guo)濾分(fen)離系(xi)統中設置(zhi)氣.體穩壓(ya)調壓裝置(zhi)。經過穩壓(ya)罐對(dui)氣體(ti)初步穩壓(ya)後,利用(yong)壓,力調(diao)節裝(zhuang)置和次級(ji)穩壓罐(guan)進(jin)行二(er)次調(diao)壓工.作,最(zui)後根(gen)據(ju)流(liu)量計(ji)檢定(ding)壓力(li)要求(qiu),利用(yong)調(diao)節(jie)閥進一步(bu)控(kong)制天然(ran)氣壓力。除了安(an)裝穩(wen)壓調(diao)壓裝(zhuang)置外,還(hai)可以利(li)用流(liu)量(liang)調(diao)節閥(fa),控制天然氣輸(shu)人流量,确保下(xia)遊用戶用(yong)氣均(jun)勻性以(yi)及流量(liang)計檢(jian)定(ding)過(guo)程中(zhong)天然(ran)氣(qi)流(liu)量和(he)壓力的穩(wen)定性。 (二)天然(ran)氣溫度(du)控制 考慮(lü)到天(tian)然氣調(diao)壓後會(hui)産生(sheng)焦耳-湯姆遜效應,爲(wei)了防(fang)止天然氣(qi)産生(sheng)水化(hua)物,同時控(kong)制天然氣溫度(du),減少溫(wen)度變化(hua)對天然流(liu)量計(ji)檢定(ding)的影響,可(ke)以采(cai)用加(jia)熱方法控制(zhi)天然氣(qi)溫度,保持(chi)天然氣溫(wen)度與外界(jie)溫度(du)的(de)一(yi)緻性(xing)。因此在多級降(jiang)壓過(guo)程中(zhong),可以(yi)通過(guo)萬江關系(xi)和絕(jue)熱(re)節(jie)流壓(ya)差關(guan)系确定降(jiang)壓級數和降壓(ya)比。如果采用等(deng)降壓方式(shi),可以(yi)提高(gao)天然(ran)氣對(dui)外界能量吸收(shou)能力,降低(di)外界(jie)環境溫度(du)。或者在調(diao)壓閥(fa)裝置(zhi)後安(an)裝(zhuang)加(jia)熱裝(zhuang)置,以此來防止(zhi)冷凝液的産生。 四、結(jie)語(yu) 綜上所(suo)述,天(tian)然氣(qi)流量(liang)計檢(jian)定過程中(zhong),壓力(li)偏差(cha)對檢測結果(guo)影(ying)響大(da),并且兩者(zhe)呈現(xian)線性(xing)關(guan)系,爲保(bao)證檢定結(jie)果的可靠(kao)性和(he)準确(que)性,可以(yi)采用壓(ya)力調(diao)節措施,如(ru)安裝(zhuang)壓力(li)調節閥,對(dui)壓力(li)進行(hang)二次(ci)穩定,以此(ci)來保(bao)證實驗數(shu)據的正确性。除(chu)此之(zhi)外還需要(yao)考慮環境溫度因素(su),采取(qu)升溫(wen)和降溫措(cuo)施保(bao)證天(tian)然氣溫度(du)與環境溫(wen)度的一緻(zhi)性,以此來(lai)減小(xiao)天然(ran)氣流量計(ji)檢定誤差(cha)。
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