配氣站的天然氣流量計(jì)作為貿(mào)易交接過程中*重要的設(shè)備,其計(jì)量數(shù)據(jù)將直接影響供需雙方的經(jīng)濟(jì)利益。只有在國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的氣體流量才真實(shí)地反映用戶的實(shí)際用氣量,此時選用的流量計(jì)必須具備溫度、壓力、壓縮系數(shù)等參數(shù)的補(bǔ)償能力才能計(jì)算出標(biāo)況下的氣體流量,才可滿足貿(mào)易交接計(jì)量的要求。所以,在配氣站應(yīng)選用溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)作為天然氣貿(mào)易交接計(jì)量的流量計(jì)。
在渦輪流量計(jì)送檢定站進(jìn)行檢定時,檢定站一般只針對磁電轉(zhuǎn)換器發(fā)出的脈沖數(shù)進(jìn)行核對,即被檢渦輪流量計(jì)的磁電轉(zhuǎn)換器發(fā)出的脈沖數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)表發(fā)出的脈沖數(shù)相比較,如誤差在允許的范圍之內(nèi),則認(rèn)為被檢渦輪流量計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求,根據(jù)該流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)表比對的結(jié)果判斷相應(yīng)的準(zhǔn)確度等級,出具檢定合格證書,即可用于天然氣貿(mào)易交接。這種檢定方法現(xiàn)在常被運(yùn)用在對工作計(jì)量器具的檢定中,用于檢測渦輪流量計(jì)在流量測量過程中的偏差程度。
但對于分體式溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)(雙顯示式), 檢定時缺少對機(jī)械式計(jì)數(shù)器與顯示儀表之間傳輸過程可靠性的確認(rèn)。壓力傳感器和溫度傳感器采集到的工況壓力、工況溫度,以及機(jī)械式計(jì)數(shù)器測量到的工況體積流量等數(shù)據(jù),需要傳輸?shù)斤@示儀表(體積修正儀或流量計(jì)算機(jī)), 經(jīng)其按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行計(jì)算得到標(biāo)況下體積流量。
如果此傳輸過程出現(xiàn)偏差,流量計(jì)的體積修正儀或流量計(jì)算機(jī)所計(jì)算出的瞬時流量、累積流量等參數(shù)都會出現(xiàn)偏差,無法保證流量計(jì)仍能維持原有的準(zhǔn)確度等級, 同時也違背了天然氣貿(mào)易交接應(yīng)確保公平、公正的原則。因此,如何驗(yàn)證流量計(jì)的機(jī)械式計(jì)數(shù)器與顯示儀表之間傳輸過程的可靠性,也應(yīng)該是流量計(jì)用戶考慮的問題。
一、分體式渦輪流量計(jì)傳輸過程的驗(yàn)證探究由氣體狀態(tài)方程式(1)可知,流量計(jì)在標(biāo)況下瞬時體積流量是由未經(jīng)修正(即工況)的瞬時體積流量、
介質(zhì)壓力、介質(zhì)溫度、工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)等參數(shù)計(jì)算而得。
式中:Qn———標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量,Nm3/h;Tg———介質(zhì)的優(yōu)良溫度(273.15+t)K;Qg———未經(jīng)修正的體積流量,m3/h;t———被測介質(zhì)攝氏溫度,℃;Pg———流量計(jì)壓力檢測點(diǎn)處的表壓,kPa;Zn———標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù);Pa———當(dāng)?shù)卮髿鈮?,kPa;Zg———工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù);Pn———標(biāo)況大氣壓(101.325kPa);Tn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的優(yōu)良溫度293.15k(20℃)。
其中工況下的瞬時體積流量由流量計(jì)機(jī)械式計(jì)數(shù)器測量得到, 介質(zhì)壓力和介質(zhì)溫度在一次儀表處進(jìn)行實(shí)際測量得到, 工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)可以由天然氣壓縮系數(shù)計(jì)算公式得到。
由氣體狀態(tài)方程式(1)計(jì)算得出的標(biāo)況下瞬時體積流量即為流量測量的理論值,以此理論值與流量計(jì)計(jì)量得到的標(biāo)況下瞬時體積流量相比較,可以驗(yàn)證流量計(jì)在傳輸過程產(chǎn)生的偏差。驗(yàn)證過程中兩種體積流量之間的偏差如果在一定范圍內(nèi)可以被接受(一般在0.3%以內(nèi)), 那么則認(rèn)為流量計(jì)的機(jī)械式計(jì)數(shù)器與顯示儀表在傳輸過程未失真,此流量計(jì)可以用于天然氣貿(mào)易交接計(jì)量。
2015年7月,新疆油田公司風(fēng)城3#配氣站的渦輪流量計(jì)在現(xiàn)場驗(yàn)收時就進(jìn)行了此項(xiàng)內(nèi)容的驗(yàn)證,對該站在用的3套三暢公司生產(chǎn)的分體式溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)(雙顯示式)分別選取了3組數(shù)據(jù)(工況壓力、工況溫度、工況壓縮系數(shù)、標(biāo)況壓縮系數(shù)、工況流量、標(biāo)況流量),將流量計(jì)測量的標(biāo)況流量與由氣態(tài)方程計(jì)算出的理論標(biāo)況流量進(jìn)行對比,得出兩者誤差,根據(jù)誤差判斷在傳輸過程的失真程度。按國家標(biāo)準(zhǔn)要求對風(fēng)城3#配氣站取樣得到的天然氣組分報(bào)告,詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1所示。根據(jù)表1中的天然氣組分,以及介質(zhì)的工作壓力、工作溫度可計(jì)算出工況壓縮系數(shù)Zg,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)中天然氣標(biāo)準(zhǔn)參比條件,可計(jì)算出標(biāo)況壓縮系數(shù)Zn。
表2列出了風(fēng)城3#配氣站在用的2#渦輪流量計(jì)和3#渦輪流量計(jì)在驗(yàn)證過程中的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
由表2可知, 經(jīng)過驗(yàn)證2#渦輪流量計(jì)和3#渦輪流量計(jì)的誤差均在0.3%以內(nèi),因此可認(rèn)為以上這兩套流量計(jì)的機(jī)械式計(jì)數(shù)器與顯示儀表在傳輸過程中的誤差可被接受, 此兩套渦輪流量計(jì)準(zhǔn)確度符合標(biāo)準(zhǔn)要求,可用于天然氣貿(mào)易交接過程。
二、小結(jié)
1.采用分體式溫壓補(bǔ)償型氣體渦輪流量計(jì)的用戶應(yīng)考慮數(shù)據(jù)在機(jī)械式計(jì)數(shù)器與顯示儀表傳輸過程中產(chǎn)生的失真問題。
2.此方法雖然僅在渦輪流量計(jì)上進(jìn)行了驗(yàn)證,但根據(jù)驗(yàn)證理論可知,此方法也可用于其他類型的流量計(jì),如超聲流量計(jì)。
































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