實流檢定是流量計量值傳遞的一項重要手段,通過實流檢定可以有效的彌補干標過程中不能對氣質(zhì)條件、 安裝條件等影響修正的缺陷,使得量值傳遞更加準確可靠。但在現(xiàn)場實流檢定過程中,由于流量計處于露天條 件下,環(huán)境條件比較復雜,使得在每個流量點取樣過程中溫度會發(fā)生波動,檢定規(guī)程中規(guī)定,在每個流量點的 檢定過程中溫度變化應不超過0.5 T:,在實際工作過程中,不同的檢定工藝流程對溫度波動的要求應該是不同 的,具體問題應具體分析,確定溫度允許的波動范圍,文章以移動式天然氣計量標準裝置在線實流檢定為例, 分析在線實流檢定的溫度允許變化范圍,為流量計的實流檢定工作提供參考。
0.引言
移動式天然氣計量標準裝置采用的是標準表 法開展的量值傳遞,根據(jù)流體的質(zhì)量守恒定律, 系統(tǒng)穩(wěn)定后,相同時間內(nèi)流過標準表和被檢表的 質(zhì)量流量是相同的,通過比較相同時間內(nèi)標準表 和被檢表的實際質(zhì)量流量來計算示值誤差。
但在實際應用過程中,由于環(huán)境條件的影響, 尤其在冬天和夏天,環(huán)境溫度與管內(nèi)流體溫度溫 差較大,盡管穩(wěn)流時間較長,系統(tǒng)仍然很難達到 一絕對穩(wěn)定的狀態(tài)。管內(nèi)溫度的變化導致管容發(fā) 生變化,使得流經(jīng)標準表和被檢表處的質(zhì)量流量 不相同,進而影響檢定結(jié)果。標準裝置檢定的流 量計一般都是在1.0級及以下的,溫度波動對檢 定結(jié)果影響在0.05%是可以接受的。根據(jù)這一技 術(shù)指標計算不同流量點允許的溫度變化范圍。
1.標準裝置簡介
標準裝置主要是由渦輪流量計、超聲流量計、 溫度變送器、壓力變送器、在線氣相色譜儀、流 量調(diào)節(jié)閥等組成,所有設(shè)備安裝在一臺特制的箱 式卡車上,結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
把標準裝置運輸?shù)教烊粴庥嬃空緝?nèi),與天然 氣計量站內(nèi)的計量系統(tǒng)串聯(lián)安裝,通過工藝管線 切換,對計量系統(tǒng)(計量橇)上的各路天然氣流 量計進行在線實流檢定。檢定過程中,將標準渦 輪流量計與被檢流量計所測量的標準流量值相比 較,經(jīng)壓力、溫度、組分換算,計算得到被檢流 量計的流量測量誤差。在線實流檢定工藝流程如 圖2所示。
2.數(shù)據(jù)分析
2.1管道容積的計算
根據(jù)現(xiàn)場實際計算管道容積,被檢表至標準 表處管道容積為:
2.3管容變化引入的誤差
由于被檢表與標準表處的工況條件相差很小, 在計算中可以用標準表處的工況條件近似代替被 檢表處工況條件,所以管容引入檢定結(jié)果的誤 差為:
2.5溫度允許的變化量
以Q = 1 000 m3/h為例,計算溫度允許的變化 量,管輸天然氣為長輸管線,大部分管線埋地,管內(nèi)溫度常年接近地溫,可近似取管內(nèi)溫度為10 ℃,則:
將以上流量點繪成曲線,如圖3所示。
由圖3可以得出溫度允許變化量與流量點的 關(guān)系:
y =0. 0039x (9)
在進行流量計實流檢定時,根據(jù)式(9)確定 檢定流量點溫度允許的波動范圍,然后根據(jù)這一 標準確定穩(wěn)流時間,開展檢定工作。
在流量較大時,溫度允許的波動范圍較大, 式(5)中用T近似代替T1進行計算將不再成立, 但是在實際檢定過程中溫度的變化控制在0. 5 蚓以 內(nèi),故式(5)用于溫度允許量的計算是成立的。
3.結(jié)論和建議
(1)由式(4)可知,溫度的波動與管容的變 化成反比,即在檢定流量點的取樣過程中溫度逐 漸升高時,被檢表至標準表處的管容逐漸變小, 流經(jīng)被檢表處的質(zhì)量流量小于標準表處的質(zhì)量流 量,被檢流量計的示值誤差偏小。
(2)計量檢定工藝流程_定,不同的流量點對 溫度允許的波動范圍不同,由小流量到大流量溫度 允許的波動范圍是線性逐漸變大的,在檢定過程中, 可以根據(jù)設(shè)定流量點的流量計算溫度允許的波動范 圍,用于監(jiān)控檢定過程中溫度的波動指標,判斷溫 度的波動是否對檢定結(jié)果有較大的影響。
( 3) 在小流量點溫度允許的波動范圍較小, 故需要在小流量點采取相應的措施來減小溫度對 檢定結(jié)果的影響,具體建議如下:增加取樣時間, 由式(6)可以看出,增加取樣時間t可以減小溫 度波動對檢定結(jié)果的影響。增加穩(wěn)流時間,通過 增加穩(wěn)流時間,減小取樣時間內(nèi)的溫度變化,進 而減小溫度波動對檢定結(jié)果的影響。
(4)在大流量點,檢定結(jié)果受溫度波動影響 較小,可以適當縮短穩(wěn)流時間,提高檢定效率。
(5)在計量檢定工藝流程設(shè)計中,在保證直管 段要求的前提下,可以盡量減小被檢表至標準表之 間的管道容積,減小溫度波動對檢定結(jié)果的影響。