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孔板流量计在油田自然气计量上的选型与装配及存在的题目

作者: 来历: 宣布时候:2017-07-06 11:07:50

 【择要】文章连系孔板流量计的根基道理及首要特征,论述孔板流量计在自然气计量上的操纵环境,总结题目,切磋处置体例,为此后在设想中操纵孔板流量计堆集经历。

 
引 言
        孔板流量计是今朝天下上操纵规模zui为遍及的流量计量仪表之一。一切单相流体都能够或许丈量。因为操纵汗青悠长,在尝试研讨中堆集的丰硕资料和统计数据,用干标的体例便可保障流量计计量精度,这在一切流量仪表中是weiyi的。多年操纵经历及现场实流对照证实,孔板流量计任务很是不变靠得住。
 
        孔板流量计在自然气计量方面操纵遍及,今朝天下良多油气田、长输管道的自然气交代计量都接纳三畅孔板流量计完成,到此刻已构成了良多操纵经历,值得总结切磋。
 
1 孔板流量计范例
        今朝遍及操纵的孔板一次装配分为两种,一种是简略单纯孔板截流装配,一种是高等孔板阀。简略单纯孔板截流装配:无孔板起落机构,必须遏制介质保送才能完成孔板查抄及改换,布局简略,造价低。
 
        高等孔板阀:精度比简略单纯孔板截流装配高,查抄、改换孔板、维修时能够或许不遏制出产,在线停止,因为具备孔板起落机构,能够或许很快在线完成孔板查抄及改换。操纵矫捷便利。
 
2 任务道理
        流体在活动进程中,在必然前提下,流体的动能和静压能(压力能)能够或许相互转换,并能够或许操纵这类干系来丈量流体的流量1 。
 
        介质流经管道中孔板地点的截面时,因为畅通面积俄然减少,促使流束发生部分耽误,流速加速,静压力下降,是以在孔板前后呈现压力差(简称差压)。能够或许经由进程丈量此差压的巨细按必然的函数干系来计较出流量值。按照能量守恒定律及流体持续性道理,节省装配的流量方程能够或许写成:
 

 
        由式(1)和(2)可见,自然气流经节省装配(孔板)时的体积(品质)流量与发生的差压平方根成反比。基于此道理,三畅孔板流量计经由进程丈量孔板前后差压,颠末计较换算出自然气的流量。
 
3 孔板流量计的选型和装配
3.1 孔板流量计选型
        咱们所说的孔板流量计现实上是良多仪表构成的一个全体,其选型包含高等孔板阀、差压变送器、压力变送器、温度变送器的选型。
 
        孔板流量计的选型zui根基内容便是经由进程计较取得孔板片规范启齿尺寸 d 20 和孔板片前后差压值。今朝咱们接纳合适 GB/T21446-2008 规范
 
2 的计较软件,其计较步骤简述以下:
1)帮助计较:
        起首设想职员按照管道介质流量肯定d20 ,即 20℃前提下检测的丈量管直径(孔板阀孔径)。须要注重的是在知足计量才能的前提下,应挑选内径较小的丈量管,进步差压和孔径比。计较自然气实在绝对密度、密度、紧缩因子和超紧缩系数。
        计较自然气等熵指数、能源粘度。
        计较管径雷诺数。
 
2)计较挨次:
        计较 类似值
        将β类似值带入工时zui终求出β值(孔径比)和 d值(开孔直径),进而求出 d 20 ,即孔板在 20℃前提下
丈量出的孔径值。
 
        须要注重的是,因为单片孔板量程比只能到达 1:3,zui多不跨越 1:4,是以对流量规模较大的工况,可将流量值分作 2 ~ 3 段,别离计较出口径从大到小的 2 ~ 3 片孔板。
 
        连系孔板阀孔径、孔板开孔直径和介质工艺前提,就能够或许计较出。
 
        计较终了后,连系工艺介质前提便可挑选合适设想工况的高等孔板阀和孔板片,并可肯定差压检测规模,再按照工况肯定压力、温度弥补仪表的丈量规模,孔板阀的选型就完成了。
 
3.2 孔板流量计的装配
        孔板流量计的装配调校,必须严酷按照相干国度规范 GB/T21446-2008 停止。
 
1)直管段的请求
        速率式流量计都有前后直管段的装配请求,用以起到被测流体稳流的感化,三畅孔板流量计的直管段由其前端装配的阻流件情势和直径比 肯定,在阻流件和值肯定的环境下,能够或许经由进程查问 GB/T21446-2008 来肯定直管段长度,GB/T21446-2008 划定了各类阻流件请求的zui短直管段长度,但在孔板下流装配整流器的环境下,能够或许耽误直管段的长度,是以该规范也保举接纳整流器。
 
        按照规范的请求,今朝咱们的设想中均在孔板下流设置了活动调剂器,按照规范划定,在孔板下流13D(孔板阀内径)处装配整流器,再保障 30D 的前直管段的环境下,能够或许知足任何下流阻流件下的装配,今朝如许的直管段设置装备摆设已在设想中遍及接纳,绝对而言,后直管段的肯定章比拟简略,仅仅由直径比 肯定,直管段装配如图 1 所示。
        值得注重的是,因为装配在孔板下流和阻流件之间的直管段由两种管段构成,一截是孔板配套供给,一截是工程上供给,两种管段能够存在内径不完整一样的环境,如许会构成一个凸台,按照经历,10D 之外台阶 h 不跨越 2%的圆度请求便可。
 
        管段必须是直的,当与管道直线的偏移不跨越其长度的 0.4%时,即以为管道是直的。但凡只要目测查验,高低游直管段对接引发的管道直线的偏差也应不跨越其长度的 0.4%。
 
2)孔板装配请求
        孔板应与节省装配中的直管段对中。尝试标明,孔板偏疼引发的计量偏差普通在 2%之内,孔径比 值愈高,偏疼率影响愈大,应不必值高的孔板。不能使孔板发生曲折或变形,不然将致使流量丈量偏差较大。在法兰取压的孔板上停止测试,孔板曲折发生的zui大偏差约为 3.5%。
 
3)变送器装配请求
差压和压力引压管段在不影响仪表装配操纵的前提下应尽量短,如许便于保温和防冻,同时因具备必然斜度,使自然气中发生的凝液不致在变送器侧聚集3 。
 
4)其余装配请求
        一切垫片不能用太厚的资料,zui好不跨越0.5mm,垫片不能凸起管壁内不然能够引发很大的丈量偏差。但凡调理省量用的阀门,应装在节省件后zui小直管段长度之外。
 
        节省装配在工艺管道上的装配,必须在管道洗濯吹扫后停止。
 
4 存在题目及处置体例
4.1 存在的题目
1)仪表自身计量精度题目
        虽然孔板流量计主动计量体系的成长愈来愈完美,但因为装备、丈量仪表自身的缘由和主动计量手艺上的规模性,在进步计量的切确性和数据处置上,仍存在一些题目。
 
        丈量的反复性、切确度在流量计中属于中等程度,三畅孔板流量计在流体较为清洁、直管段较长、流体处于紊流状况(雷诺数大于 4000)时,丈量精度较高。但因为气质、计量直管段不到达请求,形成孔板进口锐角毁伤;液体及固体污物聚积在孔板外表,使孔板外表粗拙度转变,大大增添丈量偏差。
 
2)量程比题目
        孔板流量计丈量规模太窄,这是此种流量计操纵上的zui大缺乏,因为仪表旌旗灯号(差压)与流量为平方干系,普通丈量规模度仅 3∶1 ~ 4∶1。
 
3)装配题目
        现场装配前提请求较高,须要较长的直管段,在工程中有时难以知足。孔板阀与差压、压力检测仪表之间引压管线易发生泄露、冻堵等题目。
4)操纵中发生的题目
        孔板曲折变形,下流端面堆积脏物,孔板进口直角边缘破坏等题目城市影响到计量精度。
 
4.2 处置自然气计量题目的路子
1)保障装配品质,勤于保护
        能够或许看到,良多装配和保护的题目常常影响到孔板流量计丈量精度,是以装配时必须严酷按请求施工,消弭装配偏差。在操纵进程中,操纵职员应做好体系的检验、保护、颐养任务,耽误其操纵寿命,对现实操纵中的压力、温度、流量等工况参数的变更,应停止实时点窜以减小计量偏差。
 
2)接纳多种方式进步量程比
        接纳宽量程差压变送器为了进步量程比,能够或许斟酌操纵变送器宽量程的特色,利用软件的体例完成量程的主动调剂(软保护),从而扩展量程比,进步丈量的有用规模,保障计量的切确性。
 
接纳双差压变送器
        为统一台孔板阀配套两台差压变送器,按照现实差压的变更,切换差压旌旗灯号,从而扩展量程比,进步丈量的有用规模,保障计量的切确性。
 
接纳多路计量的体例
        针对自然气流量检测规模,设想两套及以上差别口径的三畅孔板流量计,按照流量峰值和低谷的时候段,手动或主动切换介质流路,完成宽量程的计量。
 
5 竣事语
        孔板流量计已操纵多年,在总结题目的根本上得出加倍迷信靠得住的设想、操纵体例非常主要。跟着流量计较机、组份阐发仪的胜利操纵,孔板流量计作为一种靠得住、经济和便利耐用的仪表装备依然能够或许合用将来能量交代的计量场所,潜力照旧可观。
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