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孔板流量计在天然气流量计量中产生输出误差的

来源:红器自控(江苏)有限公司 时间:2021-01-06

现在以某输气站为例,供气方采用两个分支供气(一用一备),两个GKFM-40阀口节流装置为主计量装置,供气方采用涡轮流量计计量。从冬季开始,燃气用户发现双方每小时的输送能力存在较大的输送差异。供气方孔板流量计每小时测得的输气量比用户每小时测得的输气量多200m3220m3。按每小时9000m3计算,相对传输差约为2.44%,虽然刚刚超过GB/T186032014《天然气计量系统技术要求》规定的1000m3/h。在10000m3/h时,精度等级(交易切换误差)为2%,但与用户正常情况相比,传输误差仍然相当大。针对这一现象,供气方技术人员检查了流量计量机相关参数的设置、自动仪表的输出数据、现场计量设备等。,并结合目前的环境气候分析,得出结论:冬季的低温和孔板阀的漏风导致双方的传递差异较大;立即处理泄漏点,更换计量孔板。经过一段时间后,双方的传输差异降低到0.33%左右。然后,燃气供应商简单定性分析了双方输送差异大的原因。
2.传动误差原因分析。
2.1差压变送器对传输差的影响。
因为差压变送器的传感器电桥中元件的参数是不对称的;弹性元件和电阻应变片敏感栅材料的温度系数和线膨胀系数不同,拼装桥梁的引线长度不一致等综合因素,导致传感器成桥后相邻臂的整体温度系数存在一定差异。温度变化时,相邻臂电阻变化不同,导致电桥输出不平衡,仪器零点漂移(正或负)。比如我们以一个测量范围为100000Pa的智能差压变送器为例来估算:差压变送器的输出信号为4mA-20mA的标准电流信号,如果差压变送器的零点漂移为千分之0.001,则测得的差压值变化如下:△=100000;[(20-4);1000]=6.25Pa,如果把这个误差带入计算流量的公式中,对流量造成的误差是巨大的,会直接严重影响双方的测量传递差。而且,零点漂移很可能比0.001大很多倍。因此,为了避免零点漂移对测量的重大影响,必须定期检查差压变送器的零点。
当差压变送器的压力管堵塞时,流量计的输出会缓慢变化,甚至不变。在实际的气体测量中,天然气含有固体悬浮颗粒或粉末,其中一些在长时间后会固化,从而导致压力管堵塞,使测量无法进行。比如差压变送器的压力管在冬天结冰堵塞,导致测量不准确。应加强保温措施,定期排污和检漏,防止压力管道高低压端泄漏,如高压侧压力管道泄漏,会降低压差,从而降低测量值。低压阀泄漏会导致计算的气体体积大于实际气体体积,导致测量传输不良。
2.2 温度对输差的影响
 环境温度除了影响天然气的体积外,还会对天然气计量仪表产生一定的影响,室外安装的标准孔板流量计环境温度变化较大,影响尤其明显。在本地区,露天安装的孔板流量计在夏天阳光照射下表体温度可达到 40℃,在冬季表体温度可达到零度甚至更低,温度的变化对计量传感器使用材料的热膨胀性和温度对机械运动性能的影响,都会影响标准孔板流量计的计量准确性。据有关资料显示,如果计量双方中有一方温度变送器测量的温度不准确,在其他条件相同时,温度相差每 1 度,计量的输气量相差约 0.5%。
2.3 孔板表面结垢对输差的影响
 孔板长期使用,杂质将堆积在孔板表面,杂质会腐蚀仪表接触件,使接触表面结垢或析出结晶,将减少活动部件的间隙,从而改变标准孔板流量计使用性能参数,降低敏感元件的灵敏度或测量性能造成差压信号不稳,直接影响计量精度。
2.4 孔径对输差的影响
 根据输气公式可知,孔板孔径应为国家计量站检定校验后的孔径值,而非孔板上标注的孔径值,经估算,当孔板的直径相差 0.01 毫米时,产生的误差率为 0.02%,造成的输差将是非常大的。在任何情况下,孔径开孔直径 d 均应12.5毫米,直径比应该遵循 0.1≦B≦0.75 的范围内这一原则,否则会造成孔板前后差压过大或过小。同时在更换孔板后,应及时在流量计算机上更新孔板孔径校验值。
2.5 平衡阀泄漏对输差的影响
 平衡阀属于金属面密封,发生泄漏主要是由于气质原因导致高阀下腔杂质较多,打开平衡针阀后杂质经平衡阀串入上阀腔并在阀针与阀体密封面处堆积、沉淀,操作平衡针阀过程中,在操作人员外力作用下,坚硬杂质对密封面造成损伤,从而导致平衡阀泄露。平衡阀内漏将导致计算气量比实际气量偏小。
3 建议
 (1)每月对孔板阀检查排污一次,清除孔板表面污物,目测孔板重要部位,如有划伤、蚀坑、磨损等缺陷,应予以更换,密封件如有损伤变形必须更换,孔板的排污清洗要做好记录。
 (2)差压值严格控制在差压变送器量程的 10%-90%之间(非常好在 30%-70%),超出范围需及时更换孔板。
 (3)严格执行公司巡检制度。差压变送器五阀组检查:检查五阀组高低压阀腔有无漏气,关闭根部阀打开平衡阀后检查零点有无漂移。冬季气温低每月对引压管进行放空、吹扫,防止引压管内积聚污物。
 (4)根据生产科的要求及时对气质组分进行更改,流量计算机的操作严格按照作业指导书操作。
 (5)定期校验温度变送器、差压变送器、压力变送器等相关计量仪表。
4 结论
 天然气计量系统是一个相当复杂且存在许多不确定因素的系统,造成测量误差的原因难以进行综合定量分析,本文只能对部分现场方面进行定性分析应该说在日常工作中只要加强流量计各环节的管理,对影响计量准确度的因素进行详细排除,及时发现并更正计量过程中出现的异常现象就能保证计量数据的准确度。


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