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天然气行业流量计测量的特点

天然气行业流量计测量的特点,城市天然气流量计量系统是天然气管理、调度和销售的依据,流量计量是天然气供需双方贸易结算的凭证,亦是生产部门用气效率的主要技术指标,准确地流量计量可以适时改进生产工艺、提高产品质量、降低产品成本、确保生产安荃和提高经济效益及社会效益。

由于城市用户的庞杂,它们的需求复杂多样,其特点大致为:低压(1.6Mpa以下),中小流量(DN300以下),安装条件差(直管段长度不足),管理维护力量薄弱,功能要简明易懂、操作方便、免维护、价格适中等等。

目前己有种类繁多的流量计可以选用,但是要真正适应用户的需要尚须进行大量的研究工作。以下简要介绍一下各类气体流量计的原理及特点。

11 差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、己知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表,由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

差压式流量计的检测件种类繁多,大致有六种类型:节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动压头增益式和射流式。

目前,节流式在天然气流量测量中仍占居首位,其优点是结构简单易于复制、性能稳定可靠、使用期长、价格低廉、有完备的规范,是唯一可实行干校的流量计。但该流量计亦有很多不足之处,如范围度窄、压损大、计量精度低、现场安装条件要求高等,尚需进一步开发完善。

1.2 涡轮流量计

涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而推导出流量或总量的仪表。一般由传感器和显示仪表两部分组成,也可做成整体式。

涡轮流量计在欧洲和美国是使用量占第二位的天然气流量计,具有完备的规范,是天然气法定计量器具。其优点是精度高、重复性好、范围度宽、结构紧凑、无零点漂移、抗干扰能力强等:缺点是不能长期保持校准特性及流体物性对流量特性有较大影响。

1.3 涡街流量计

涡街流量计是在流体中安放一根非流线型旋涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则的交错排列的旋涡,通过对旋涡发生频率的检测,可以得到流体的流速计算出流体体积流量的仪表。

涡街流量计是一种新兴的流量计,具有结构简单、无可动部件、精度较高、范围度宽、压损小等优点;不足之处是对流场规则性要求较高,需要较长的直管段,不宜于在强振动场所使用等。

1.4 容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,是流量仪表中精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个己知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、湿式流量计及膜式流量计等。该类型流量计具有计量精度高、范围度宽、安装管道条件对计量精度没有影响、直读式仪表无需外部能源即可直接获得累计总量等优点;缺点是结构复杂、体积庞大、不适用于高、低温场所 

1.5 超声流量计

超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用来测量流量的仪表。超声流量计因仪表流通通道未设置任何阻力件,所以近年来在大口径流量测量方面得到了广泛应用,它是继孔板、涡轮流量计之后最有发展前途的流量计,具有精度高、范围度宽、可适应极低流速(0.5m/s),安装直管段短(采用多声道品种)、压损小、使用期长等特点。

1.6 靶式流量计

靶式流量计是在被测管道中心迎着流速方向安装一个靶,通过测量靶上的受力来测量流量的仪表。

新型靶式流量计采用应变计式力传感器,具有许多优异特性,如精度高(总量计量可达±0.5%~±1%)、范围度宽(50:1)、无可动部件、结构简单、维持方便、可实行干校(挂重法)进行周期检定等特点,可以预计靶式流量计在天然气流量测量方面将成为一类重要品种。

1.7 科里奥利质量流量计

科里奥利质量流量计是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。

压缩天然气作为车用燃料将在城市中大力推广,在使用中必须解决汽车加气站的计量问题。科氏质量流量计在液体中的成功应用促使人们希望推广到气体中去,但是遇到一个难题:一般气体密度低,不能适应仪表性能的要求。高压(压缩)天然气使气体密度大幅度提高,恰好满足了这个要求,科氏质量流量计将成为汽车加气站的主要计量仪表。

2 流量计的选用

面对如此众多的天然气流量计,选型成为一个难题。要正确和有效地选择流量测量方法和仪表,必须熟悉流量仪表的性能和流体特性这两方面的技术,另外经济因素也不可忽视。对某一应用场所可以采用的仪表可能有几种方案,如果选择时只凭以往的经验和单纯考虑初装费用而贸然作出决定,很可能要失去选择最适合仪表的机会 

2.1 选型原则

流量计选型可以从仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济因素等五个方面进行。各个方面的考虑因素如下:

2.1.1 仪表性能方面

度、重复性、线性度、范围度、压力损失、上下限流量、信号传输特性、响应时间等;

2.1.2 流体特性方面

流体压力、温度、密度、粘度、润滑性、化学性质、磨蚀、腐蚀、结垢、脏污、气体压缩系数、等熵指数、比热容、声速、混相流、脉动流等;

2.1.3 安装条件方面

管道布置方向、流动方向、上下游直管段长度、管径、维护空间、管道振动、接地、电源、辅属设备(过滤、排污)等。

2.1.4 环境条件方面

环境温度、湿度、安荃性、电磁干扰、防爆等;

2.1.5 经济因素方面

购置费、安装费、维修费、校验费、运行费(能耗)、使用年限、备品备件等。

2.2 选型步骤

2.2.1 确定是否真正要安装流量仪表

如果仅希望知道管道中流体是否在流动或其大致流量,只需选用流动窥视窗或流动指示器就能以较低费用达到这一目标。它们是一些结构简单的器具,往往有一活动体(板、球、翼轮等)显示流体是否流动,有些能指示流动快慢的大致程度,度较低,误差一般在10%~30%之间,或更大。

如果测量要求比上述要高些,指示流量误差在5%~10%以下时,则应安装流量仪表。

2.2.2 初选测量方法

确定必须安装流量仪表后,进一步详细了解使用要求和各种条件。首先按照仪表性能和安装条件舍去不能和不宜采用的测量方法,选择几种测量方案,作第二步深入考虑和分析。

2.2.3 按照选型原则做因素分 

按初选确定的各种方案,向初选仪表的各制造厂收集样本、技术数据和选用手册等,充分了解仪表的规范性能;再分别按性能要求和仪表规范、流体特性、安装场所、环境条件和经济考虑五个方面的因素,逐一分析,列表比较。考虑顺序按测量目的和侧重点与初选时不同,一般先从“性能要求和仪表规范”开始,在如图1所示考虑其他因素。如使用对象认为“经济因素”是主要因素,则在考虑“性能要求和仪表规范”的同时提前考虑“经济因素”。实际上五方面因素相互影响,结束了一方面考虑因素,再考虑另一方面因素时,有时候还要重新考虑前一方面因素,五方面因素交****虑,其相互关系如图2所示。

通过以上五个方面的综合评价,可逐步淘��直至最终选中一种最合适的仪表。可以肯定,选型能否成功很大程度取决于选型人员对仪表性能质量和测量对象特性的确切了解。对于仪表性能质量应特别注意厂商的虚假宣传及误导成分。对测量对象的确切了解亦非常重要,并非用户对自己的测量对象都有准确的了解,许多选型的失败就是因为提供的参数不准确造成的,有些对象需要经过深入的调查才能够了解清楚。

点击次数:  更新时间:2019-01-02 14:18:38  【打印此页】  【关闭