脉动流对天然气计量的影响主要通过影响差压,造成差压仪表示值不准表现出来,进而影响天然气流量,且其影响天然气流量的各种表现形式如下。
(1)脉动流产生时,差压值有一个峰值并在一个相对低的位置有一个波动上下限。在这种情况下流量真实值为最高值,高低点之差为流量损失,误差可达到2.5%~8%。
(2)多种流态共同存在。这种情况下,天然气损失最难确定,但其误差也在2%~12%之间,个别情况有特殊。
(3)脉动流产生时,差压仪表示值明显偏低,差压值在一个上限值和一个下限值之间波动。此时天然气流量实际值为差压最高值时的流量,其高低点之差为流量损失,天然气量由此而产生2%~6%的计量误差。
(4)脉动流造成的第三种情况是,差压值一直处于一个低位波动,这是影响最大的一种脉动流现象,是脉动流与随机湍流结合的形式,这种情况下造成的流量损失高达6%~12%,甚至更高。在此情况下实际流量值为虚线处,而实测到的为波形处的平均流量值(横直线处流量值),这种情况实际可以认为是随机湍流造成的,这种情况下造成了流量大幅损失,造成了计量的极大误差,而这种情况也并不是不能发现的。在实际情况下,偶尔能观察到一个最大值得出现,而这个最大值就是实际流量值,这一点与第二种脉动流有相似之处,但其最大值的出现具有不确定性,是最难以定量的一种现象,但一旦出现,天然气量偏差即在8%左右。
(5)脉动流产生时天然气管路往往能听到间歇天然气气流声,特别明显时表现为一股一股的气流流动,并非稳定的气流声音。
以上几种情况正应合了流体脉动流的三种状况,实际中由于可能几种状况下的脉动流同时存在,则造成的实际气量计算更加困难,当然非周期性脉动流在实际状态中也是存在的,实际测量值不确定,从计量装置前存在阻流件,形成脉动流造成的这几种情况可以清楚看出,仪表实际测出值总是在脉动峰值和低值中间值附近,天然气量总是低于真实流量值,并且有迹象表明脉动流不影响孔板流量计流量,却影响计量,当然这需要进一步的论证。
脉动流能够造成天然气流量偏差,实际中以下原因可以导致脉动流的产生:①管路中存在阻流件,包括调压装置、过滤装置、弯头、阀门等。②下游用户用气量波动,主要存在原因是用户用气量大,用气量不确定,管路中又不存在储气调峰设施,造成气流忽高忽低,容易形成脉动流,当然在这里要注意区分脉动流和气流波动之间的区别,气流波动并非气流脉动。③流体压力过低,流速过快导致流体流态不稳。④孔板表面不清洁,气体含液造成气流脉动。⑤天然气含有杂质,影响气体流态,特别是过滤装置、整流装置被杂质堵塞后,易形成脉动流。
对于孔板原因造成的脉动流不符合上面的规律,阻流件造成的脉动流对天然计量影响这么大,实际过程中如何判断脉动流:①听。通过气流的声音,判断是否存在脉动流,特别明显的脉动流往往能够听到气流一股一股哧哧变化的声音,此时流量误差一般不会低于5%。②观查仪表示值。由于计量时孔板上游静压力较高,脉动流出现时造成静压力的变化并不是很明显。脉动流对差压的影响是很明显的,一般出现差压波动在2%以上就应该注意是不是脉动流的影响,差压波动在5%以上就应该立即消除,否则就会造成很大的计量误差。③减少引压管长度,测量就地化,既是增加测量准确性,也是为准确确定流体流态(脉动流)提供条件,以减少脉动流造成的流量损失。
如何消除脉动流:根据实际观察,在管路阻流件在孔板计量装置前,且阻流件为调压装置、过滤装置形成脉动流时,将对天然气计量造成以上几种脉动流状态的影响,并且天然气计量示值明显偏小,偏小程度从2%~12%不等,给天然气计量造成很大误差,因此消除脉动流的影响是很重要的一个环节。①在设计时就要优先考虑直管段长度,确保管路内流体流态处于定常流图1中的a、b两种状态。②以稳定的流量稳定供气,加装调峰装置,避免出现用户气量波动造成的气流脉动。③避免和减少计量装置前的任何阻流件,在条件许可的情况下,避免用上游节流、调压,需要在上游节流、调压时,要延长直管段,并在离孔板流量计尽可能远的地方进行。④计量上游直管段前安装整流器。⑤尽量避免低压供气。⑥保证天然气气质符合要求,不含粉尘、油污、水等杂质,在气质没有保证的情况下,设计时应该相应提高技术标准。
认识脉动流对天然气孔板流量计计量的影响,对孔板流量计的设计、安装、运行有指导意义,随着对脉动流认识的深入和科学技术的发展,有望解决非定常流状态下孔板流量计的补偿问题,进而扩大孔板流量计的适用范围。 (责任编辑:admin) |