摘要:天然氣自身具有較高的燃燒效率,而且清潔環(huán)保性能比較高,在工業(yè)生產(chǎn)以及化工行業(yè)中天然氣都是一種非常高效的工業(yè)燃料,在各行各業(yè)中都得到了非常廣泛的應(yīng)用。在天然氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)流量計(jì)量都起到了非常重要的作用,如果在某一個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的嚴(yán)重的計(jì)量誤差,就會影響燃?xì)夤疽约疤烊粴庥脩羟猩砝?。文章對天然氣?jì)量誤差原因進(jìn)行了分析,并提出改進(jìn)建議。
關(guān)鍵詞:天然氣;計(jì)量誤差;原因;改進(jìn)措施
在進(jìn)行天然氣計(jì)量時(shí),通常使用體積流量,利用壓差式孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。這種計(jì)量劑在實(shí)際的應(yīng)用過程中不僅安裝非常方便,而且儀器的穩(wěn)定性也比較好,整個(gè)維護(hù)過程中比較簡單。我國在20世紀(jì)對天然氣流量進(jìn)行了改進(jìn)升級,精度以及穩(wěn)定性都有了較大的提升,但是在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然會出現(xiàn)一定誤差。
1天然氣計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因
1.1計(jì)量儀表
目前在進(jìn)行天然氣計(jì)量的時(shí)候主要使用的劑量計(jì)為孔板流量計(jì),這種流量計(jì)在實(shí)際加工的過程中對孔板加工的要求非常高,在實(shí)際加工過程中必須要嚴(yán)格的按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行,否則就會導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的計(jì)量誤差。一旦孔板出現(xiàn)偏心或者彎曲等現(xiàn)象,就會對孔板的安裝以及流量計(jì)實(shí)際的計(jì)量精度造成嚴(yán)重的影響。(1)孔板安裝。在進(jìn)行流量計(jì)安裝的過程中,通常情況下相關(guān)人員都能對安裝規(guī)范進(jìn)行熟練掌握,但是在實(shí)際安裝過程中對一些細(xì)節(jié)的安裝問題不夠重視,導(dǎo)致流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)較大誤差。例如,在進(jìn)行孔板密封墊片內(nèi)孔加工的時(shí)候并沒有經(jīng)根據(jù)環(huán)室尺寸進(jìn)行嚴(yán)格加工,導(dǎo)致墊片超出環(huán)室范圍,這對氣流在劑量計(jì)內(nèi)部的流動(dòng)形成了較大的擾動(dòng)作用;另外,導(dǎo)壓管實(shí)際走向如果設(shè)置不合理就會導(dǎo)致流量計(jì)內(nèi)部的氣壓差不能實(shí)現(xiàn)正常傳導(dǎo);而平衡器不水平的也會導(dǎo)致計(jì)量劑出現(xiàn)嚴(yán)重的計(jì)量誤差。(2)節(jié)流裝置。節(jié)流裝置問題主要指的是節(jié)流裝置的內(nèi)部出現(xiàn)了諸如墊片或者焊縫等突出物,從而使得出現(xiàn)一定的計(jì)量誤差,具體產(chǎn)生誤差的大小與突出物的位置、長度等都有很大的關(guān)系,在相關(guān)的研究中發(fā)現(xiàn),如果在孔板上游2倍的位置出現(xiàn)了突出物,這時(shí)產(chǎn)生的誤差是最大的,而如果突出物位于孔板下游位置,實(shí)際產(chǎn)生的計(jì)量誤差就比較小。
1.2使用條件
通常情況下,計(jì)量儀器在實(shí)際應(yīng)用過程中會受到很多因素的影響,例如,在環(huán)境條件出現(xiàn)變化的情況下就會導(dǎo)致劑量計(jì)出現(xiàn)一定的誤差。天然氣在運(yùn)輸過程中如果出現(xiàn)氣體壓力對突然變化或者流速出現(xiàn)較大變化,就會導(dǎo)致出現(xiàn)較大的壓差波動(dòng),進(jìn)一步導(dǎo)致出現(xiàn)脈動(dòng)流,一旦在進(jìn)行計(jì)量的過程中在裝置中產(chǎn)生明顯的脈動(dòng)流就會使得實(shí)際的計(jì)量誤差增加。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查表明,由于脈動(dòng)流而導(dǎo)致的天然氣計(jì)量誤差能夠達(dá)到20%~30%。另外,因?yàn)榧竟?jié)變化出現(xiàn)天然氣消耗量出現(xiàn)較大變化就會導(dǎo)致流量計(jì)出現(xiàn)超量程現(xiàn)象。在利用蒸汽進(jìn)行試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn),不同季節(jié)條件下進(jìn)行蒸汽的流量進(jìn)行計(jì)量,冬季實(shí)際的流量要遠(yuǎn)比夏季的流量小,一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象就很有可能會導(dǎo)致實(shí)際的天然氣流量超出儀器本身量程的現(xiàn)象,由此也會引發(fā)計(jì)量誤差。
1.3天然氣質(zhì)量
天然氣是石油開采過程中的伴生氣,在開采出地面后通常多會經(jīng)過嚴(yán)格的過濾、除塵、分離等處理過程,但是這也不能充分保證天然氣的絕對純凈,在進(jìn)行天然氣的傳輸過程中,由于雜質(zhì)的存在會對天然氣管道造成一定程度的腐蝕。如果天然氣中的雜質(zhì)在流量計(jì)的孔板或者孔口位置上大量積存就會導(dǎo)致天然氣出現(xiàn)氣流突然變化的現(xiàn)象。另外如果雜質(zhì)的積存導(dǎo)致孔板的截面出現(xiàn)縮小的現(xiàn)象,由于孔板流量計(jì)本身對的外界條件變化比較敏感,如果不能及時(shí)清理雜質(zhì)就會導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差。另外,天然氣中一般都含有一定量的水分,這部分水分就可能會導(dǎo)致流量計(jì)出現(xiàn)計(jì)量值偏高的現(xiàn)象,通常情況下,隨著孔徑比的增大計(jì)量的濕氣流量會有所減小,當(dāng)孔徑比達(dá)到0.7的時(shí)候,就會導(dǎo)致流量計(jì)產(chǎn)生-1.7%的計(jì)量偏差,而如果天然氣中含有一部分液體就會在儀器實(shí)際的孔徑比為0.5的條件下,孔板自身的性能比較穩(wěn)定。但是如果要進(jìn)一步提升計(jì)量的精度,就需要及時(shí)計(jì)量裝置上游的天然氣水分進(jìn)行清除。
2天然氣計(jì)量誤差的改進(jìn)措施
2.1消除脈動(dòng)流
要想有效清除在流量計(jì)中產(chǎn)生的脈動(dòng)流,進(jìn)一步減小其對計(jì)量精度造成的影響,就必須要針對天然氣中的水分進(jìn)行嚴(yán)格控制。因此,在實(shí)際進(jìn)行天然氣開采的過程中,要在盡量保證不出現(xiàn)地層水的情況下來進(jìn)行氣井開采,從開采的源頭上對天然氣的水分含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。與此同時(shí),要盡量清除天然氣運(yùn)輸管道中的游離態(tài)液體,要及時(shí)的清除管道內(nèi)部的雜質(zhì)以及液體等,為了進(jìn)一步提升管道清理的效率,可以在天然氣管道中引入自動(dòng)清管系統(tǒng),或者利用高效率的分液器,這樣才能有效清除天然氣運(yùn)輸管道因?yàn)榉e液問題而導(dǎo)致出現(xiàn)脈動(dòng)流現(xiàn)象,通過對分離器的利用能夠有效提升氣液分離的效果,當(dāng)天然氣中徹底達(dá)到氣液分離后,就能夠充分保證流量計(jì)的計(jì)量精度。另外,為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對天然氣氣源脈動(dòng)導(dǎo)致的壓差波動(dòng)的有效控制,可以在天然氣的集輸管道內(nèi)部安裝專門的脈動(dòng)消減器,只要將其設(shè)置在集輸管道中的合理位置,并設(shè)置緩沖罐,就能最大程度減少因氣源脈動(dòng)而對流量計(jì)的計(jì)量精度造成影響。
2.2規(guī)范孔板加工
針對孔板的加工環(huán)節(jié),應(yīng)該從國家層面來進(jìn)一步加以規(guī)范,制定出統(tǒng)一的嚴(yán)格的加工標(biāo)準(zhǔn)要求,并進(jìn)一步完善對孔板加工以及安裝的規(guī)范,這樣才能充分保證孔板在實(shí)際交工過程中前阻力件能夠達(dá)到合理的形式配接長度,通常情況下都需要保證其達(dá)到30D。在實(shí)際進(jìn)行孔板的安裝過程中,如果實(shí)際情況不允許,那么就可以在孔板的直線管段上來設(shè)置整流器,并充分保證管道軸線與孔板入口斷面保持垂直,同時(shí)要將控制器的安裝偏心度控制在1º以內(nèi),并堅(jiān)決杜絕出現(xiàn)孔板反向安裝的現(xiàn)象。另外,必須要保證流量在實(shí)際應(yīng)用過程中的規(guī)范性,如果在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)壓差計(jì)實(shí)際的工作量程低于30%,就必須要對其進(jìn)行及時(shí)更換,或者對其孔板的規(guī)格進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。
2.3加強(qiáng)日常管理
在日常進(jìn)行天然氣計(jì)量的過程中要對管理工作給與高度重視,要對孔板進(jìn)行定期清潔,一旦在計(jì)量過程主管出現(xiàn)了設(shè)備損壞的現(xiàn)象,必須要及時(shí)進(jìn)行更換,與此同時(shí)還要結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù),對計(jì)量結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。如果在?shí)際應(yīng)用孔板流量計(jì)的過程中,首先根據(jù)計(jì)量精確性的原則,要對孔板流量計(jì)進(jìn)行定期的清潔和校正,在實(shí)際檢查過程中要將儀表的零點(diǎn)、D/A轉(zhuǎn)換通道等作為主要的檢查內(nèi)容,而清理工作的重點(diǎn)內(nèi)容則是針對孔板、孔板等位置進(jìn)行及時(shí)清理,針對一些存在缺陷問題的孔板要及時(shí)給與更換。在日常計(jì)量工作中還必須要意識到天然氣計(jì)量精度與天然氣本身的溫度、密度、壓力等都有很大的關(guān)系,必須要充分結(jié)合實(shí)際計(jì)量情況,選擇合理的儀器設(shè)備,對天然氣的各項(xiàng)測量工作做好,一旦發(fā)現(xiàn)測量參數(shù)出現(xiàn)變化,必須要對其進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整,并及時(shí)校正誤差,這樣才能將其誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。
2.4拓展量程范圍
在天然氣集輸管道運(yùn)行過程中可以通過增加孔板節(jié)流裝置或者定值節(jié)流裝置有效的起到拓寬量程的效果,這樣就能為孔板的定期檢查、清理、更換等工作提供極大的便利,與此同時(shí)還能充分保證計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性。如果在實(shí)際計(jì)量過程中出現(xiàn)孔板測量超出測量范圍的現(xiàn)象,就會導(dǎo)致最終計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。將定值節(jié)流裝置與流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合使用,不僅能有效的拓展實(shí)際的計(jì)量量程,而且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的天然氣流量計(jì)量,另外通過規(guī)模化生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)對儀器成本的有效控制,這樣就能實(shí)現(xiàn)對節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)化、系列化發(fā)展,這對天然氣的計(jì)量準(zhǔn)確性也有極大的促進(jìn)作用。
3結(jié)語
綜上所述,目前在社會生產(chǎn)生活的各個(gè)方面天然氣都得到了廣泛的應(yīng)用,在這種情況下,天然氣流量計(jì)的計(jì)量精度以及計(jì)量可靠性也受到了普遍關(guān)注。由于天然氣在實(shí)際進(jìn)行計(jì)量的過程中會受到很多外界因素的影響,從而導(dǎo)致出現(xiàn)計(jì)量誤差,因此,燃?xì)馄髽I(yè)以及相關(guān)的技術(shù)人員要對導(dǎo)致天然氣計(jì)量誤差的原因進(jìn)行深入分析,并采取相應(yīng)措施,這樣才能有效保證天然氣計(jì)量工作的準(zhǔn)確性。
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