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天然气流量计的选择与应用

时间:2017/07/05来源:未知

摘要:天然气是一种清洁环保的优质能源与化工原料,因此其计量工作受到了人们的普遍关注。我国天然气流量计的起步较晚,且发展缓慢。虽然在计量仪表的选型、使用、安装、维护等方面取得了一定成绩,但实际应用过程中不可避免的也会存在一些亟待解决的问题。文章通过分析天然气流量计选择时应考虑的因素,指出了其应用现状。

天然气流量计的选择与应用
天然气流量计的选择与应用
0、引言:
  天然气处于不同使用状况下所选择的流量计要求也存在很大差别,但都要求较高的测量精度。目前我国天然气流量计依然以中低端产品为主,生产过程中使用时间较短,且操作时也经常出现失灵情况。为此,相关研发部门还应进一步加大投入力度,以提升天然气流量计的技术水平。
 
1、天然气流量计选择中应考虑的因素:
1.1、性能及仪表规范方面:
  在确定好具体的测量方法之后,天然气流量计的选择还应充分考虑性能要求:一是确定是测量流量还是总量。这主要由使用对象的测量目的决定的,比如控制管道连续生产过程,则应测量其瞬间的流量;但对于储运分配工作而言,则应测量其总量。二是确定其度。将流量计划分规范的度等级,并设置一个比较宽泛的流量范围。三是确定其重复性。这主要决定于流量计仪器本身的制造质量与原理。四是确定其线性度。天然气流量计仪表有线性与非线性等两种输出,但大多数仪表只是将非线性的误差作为基本误差的组成部分,却不将其作为单独的分析指标。五是确定上限流量以及流量具体范围。上限流量即满度的流量,且在流量表口径的选择方法还应根据仪表上、下限的流量范围进行选配。六是确定其压力的损失。
  对大多数的天然气流量计而言,在改变流量方向时会出现因流量变化而无法恢复的压力损失,为此选择时也应加以注意。七是确定输出信号的特性。这也是直接决定仪表选择的关键因素。八是确定流量计的可维护性。当流量计遇到故障问题时需要拆卸下来进行维护,既费时间也费精力,因而还应慎重考虑可维护性。
 
1.2、流体特性方面:
  在确定初选的测量方法后,还应尽可能详细的分析流量计的流量特性,并向有关的工艺部门进行调查与询问,以便充分验证所选方案的适应特性。比如温度、压力、密度、润滑性以及腐蚀性等。同时,对于个别的场所而言,还应将卫生要求纳入考虑范围,并充分考虑流体特性的特殊性参量,及时详细的了解有关液体的电导率。流体物性的参量将会不同程度的影响天然气流量计的选择与应用,为此在选择仪表过程中,流体物性很大程度上支配着具体的选择过程。为此,在选择流量计仪表与流量计方法方面,不但要积极适应测流体的性质,还应充分适应因测量过程对流体物性带来的一系列变化的影响量。同时,此过程中各种流体在使用条件下的各种参量及选择过程应遵循的技术规范特性等都可以在评估手册中查询,而对于那些不是很明确的流体部分,使用永用户还应及时向制造厂商进行询问,以便确认所选的流量计仪表是否可以正常使用。
1.3、安装方面:
  不同测量方法的天然气流量计会有不同的安装要求,比如对于涡轮式以及差压式的仪表,为了充分确保其进口流动充分,则需要使用较长长度的上游主管段,但是容积式的仪表却并未有此要求。同时,在流量计仪表的说明书中,并未详细记录说明具体的安装位置即维护的空间及流动方向等内容,但是实际调查发现,流量计仪表的安装位置却会很大程度上影响其测量性能,其中很大一部分的误差都是由于其安装失误所造成的,为此在具体安装过程中还应考虑其安装问题,以免发生错误,为以后的工作带来不必要的麻烦。
1.4、环境方面:
  在天然气流量计的安装过程中还应充分考虑流量计仪表的周围环境条件。
(1)环境的温度。由于温度的变化会对流量计仪表产生很大的影响,比如其流动特性等,此时管道就需要进行外层的包装,做好温度方面的工作。
(2)环境的湿度。如果环境中的湿度过高则会使电气的绝缘程度降低,从而会加快电解腐蚀的速度,但是如果湿度条件过低的话,还会产生静电现象,为此,使用用户应根据预期效果核实周围环境的湿度,以免在运行过程中出现不必要的问题。
(3)环境的安全性。在进行仪表安装的过程中,还应适当考虑其安全问题,核实周围环境是否存在爆炸性威胁等。
(4)环境的电气干扰。电气的电磁感染往往产生于电缆、电气中,这也是产生误差的根源所在,检查周围
的电气情况可以降低问题的发生频率。
天然气流量计的选择与应用
2、天然气流量计的具体应用:
2.1、孔板流量计:
  孔板流量计自 20 世纪初期就开始被广泛应用于天然气流量的计量工作之中,目前已经形成了较为完善的标准化体系。其结构比较简单且性能可靠、价格低廉。一般常规性的差压式孔板计量计就可以实现基本的计量要求,而且比较实惠,性价比较高。同时,每只孔板上都有***小的雷诺数,实际应用中,应确保在***小流量以上,这样才可以尽可能地减少误差。除了不可以测量流量较小的气体之外,在测量较大流量气体的过程中也会产生一定误差,因此也不可测量流量较大的气体。普光气田是我国规模***大的整装气田,气藏的井深平均为 6 000 m,底下的压力高达到 55 MPa,其中硫化氢的含量达到 15%左右,由于介质的特殊性,此种情况下应该选用比较的孔板流量计,从而可以及时应对气量的变化与腐蚀问题。
2.2、罗茨式流量计
  在常规天然气矿场的处理过程中,一般较为常用的容积式天然气流量计主要有罗茨式流量计。由于其受流体密度、黏度的影响较小,因此对流体的状态与速度并无明显的特殊要求,因而可以被用于测量湿气藏,在大庆、塔里木等油田中得到了广泛应用。
2.3、涡轮流量计
  涡轮流量计是当前天然气流量计中较为常见的一种计量仪表。其主要采用的是体积计量的方式,在我国西气东输一线与二线的管线上得到了广泛使用。同时,受各种因素的影响,涡轮流量计在实际应用过程中依然存在很多亟待解决的问题,比如无信号的情况下,运转速度回忽慢忽快、涡轮流量计不计数以及增加负偏差等问题。
2.4、涡街流量计
  涡街流量计在使用过程中比较容易在杂质、二氧化碳以及无机盐等方面产生腐蚀、磨损的流量计。因此在使用时不建议与介质直接接触,而涡街流量计具有供气平稳且准确度较高的优势,因此是当前***为理想的流量计。
2.5、旋进漩涡流量计:
  旋进漩涡流量计一般比较适用于气质干净且流量较为稳定的气田,同时,中原油田等输、配气站也使用了这种流量计,但是在加速过程中,会产生压力的损失,因此使用过程中应注意保持测量介质单一。
2.6、超声波流量计:
  在我国长输与集输管道的实践过程中,因为常规流量计在高压、大流量方面存在很多难以突破的限制,其对使用条件、周围环境以及管道要求等方面的条件比较苛刻,所测量出的数据也是精度降低且压损较大,检定过程十分不方便。对于这些问题,很多气田开始在外贸计量装置中使用超声波流量计,这种流量计使用后运行较为平稳,且计量比较准确,相较其他常规的计量设备而言,这种气田计量具备更高的使用于推广价值。
 
3、结语:
  随着天然气被广泛应用至各行各业,各种不同的需求与使用现状也对流量计的要求有着很大区别。同时由于气体具备一定的可压缩性,为此其测量工作要明显难于液体测量工作,要求天然气的流量计仪器应具备较高的度。由此企业在计量仪表方面的投入必然十分巨大,选择测量方法与经济功能适用的流量仪表也显得十分重要。以上先容的流量计仪表主要以终端产品为主,具体应用过程中也或多或少的存在一些问题,但随着市场需求与技术水平的提高,相信未来的天然气流量计必将会得到更加广阔的发展空间。

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