差壓式孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣流量的誤差分析2
差壓式孔板流量計(jì)誤差因素分析及技術(shù)要求
1、基本誤差
(1)由計(jì)量裝置本身精確度所決定的誤差。由于孔板流量計(jì)測(cè)得的流量是根據(jù)差壓信號(hào)間接求得的。從公式可以看出 ,影響計(jì)量精確度的主要因素是 α、F、ε等值。必須保持 α、F、ε均為恒定值 ,才能達(dá)到差壓和流量之間有恒定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但在實(shí)際生產(chǎn)中 ,α、F、ε都與某些因素有關(guān) ,特別是流量系數(shù) α,它是一個(gè)影響因素復(fù)雜 ,變化范圍大的重要系數(shù),如果在計(jì)量過(guò)程中不能保證 α為恒定值 ,則計(jì)量誤差將會(huì)較大。從資料和實(shí)驗(yàn)證明 ,流量系數(shù) α值與取壓點(diǎn)位置、孔板的開孔截面積和管道截面積比(m=d2/D2)、雷諾數(shù)、管壁粗糙度、孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。所以,標(biāo)準(zhǔn)孔板的選用應(yīng)符合下列技術(shù)要求 : "孔板相對(duì)于開孔直徑 d的軸線中心對(duì)稱 ; "孔板上游端面 A應(yīng)于下游端面 B平行 ,并且與開孔直徑 d的軸線垂直 ; "孔板 A面、B面應(yīng)無(wú)可見的損傷 ; "孔板開孔直徑 d的上游測(cè)直角入口邊緣應(yīng)銳利 ,無(wú)毛刺和劃痕。 "孔板開孔直徑d的內(nèi)圓柱表面長(zhǎng)度 e應(yīng)符合:0.005D≤e≤0.02D; "孔板的厚度應(yīng)符合 :e≤F≤0.005D; "孔板下游側(cè)出口邊緣 H和孔板開孔圓柱形下游側(cè)出口邊緣 I應(yīng)無(wú)毛刺、劃痕和可見損傷 ；"標(biāo)準(zhǔn)孔板在使用過(guò)程中 ,會(huì)由于天然氣的侵蝕而產(chǎn)生變形 ,從而引起流量系數(shù)增大而產(chǎn)生計(jì)量誤差。因此孔板的材質(zhì)也是保證孔板工作可靠和計(jì)量準(zhǔn)確的一個(gè)因素。用于天然氣計(jì)量的孔板采制一般為 :Cr17、1Cr18Ni9TiC以及其他耐酸鋼。
(2)變送器和流量顯示儀表的精確度對(duì)整套流量計(jì)系統(tǒng)的精確度也很重要。目前 ,變送器大多數(shù)采用的都是 4~20MA信號(hào) ,顯示儀表采用數(shù)字信號(hào) ,只要變送器現(xiàn)場(chǎng)安裝和系統(tǒng)接地沒有問(wèn)題 ,整個(gè)系統(tǒng)誤差不會(huì)受到影響。為了減小誤差 ,標(biāo)準(zhǔn)明確了配套儀表的技術(shù)要求。
(3)流量積算部分之間的誤差 ,當(dāng)溫度、壓力、差壓、組分等數(shù)據(jù)傳到流量積算器后目前 ,積算器結(jié)合已經(jīng)輸入的節(jié)流裝置基本信息計(jì)算流量 ,積算器所安裝的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)程序主要有 SY/T6143標(biāo)準(zhǔn)、AGA 3標(biāo)準(zhǔn)、ISO5167標(biāo)準(zhǔn) ,在計(jì)量參數(shù)一致的情況下 ,通過(guò)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)換算出的中間參數(shù)和最終的計(jì)量結(jié)果不超過(guò)萬(wàn)分之一。
2、附加誤差
如果儀表的制造、選型都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 ,而在安裝和使用過(guò)程中,沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求執(zhí)行 ,就會(huì)造成附加誤差 ,這種誤差的大小是無(wú)法估計(jì)的。但是通過(guò)對(duì)造成誤差因素的分析 ,可以將誤差降低。孔板計(jì)量系統(tǒng)安裝使用時(shí) ,必須符合下列技術(shù)要求 :
(1)孔板安裝時(shí) ,他的開孔中心和管道中心軸線同心 ,而且它的端面與管道軸線垂直。
(2)孔板上、下游側(cè)取壓孔軸線符合距孔板上、下游端面的距離為 25.4±0.8mm的要求 (目前國(guó)內(nèi)絕大部分取壓方式采用法蘭取壓 )。
(3)取壓孔的軸線應(yīng)與孔板上下游側(cè) 2D計(jì)量管長(zhǎng)度的內(nèi)圓柱的軸線垂直 ,取壓孔的軸線與孔板兩端面向外傾斜角的夾角不大于 3度。取壓孔直徑不應(yīng)大于 0.08D。
(4)孔板安裝需要前后直管段 ,直管段的長(zhǎng)度必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求 ,必要時(shí)安裝整流器。
(5)導(dǎo)壓管應(yīng)采用耐腐蝕材料 ,其內(nèi)徑不小于 6mm,長(zhǎng)度在 16mm以內(nèi) ,導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè) ,起傾斜度不小于 1:12。
(6)計(jì)量氣體溫度的溫度計(jì)安裝在孔板下游側(cè)直管段以外的地方 ,計(jì)算氣量時(shí)應(yīng)將此時(shí)所測(cè)的氣流溫度換算成孔板上游側(cè)的氣流溫度 ,如果溫度計(jì)安裝在孔板上游側(cè) ,則溫度計(jì)套管與孔板之間的直管段長(zhǎng)度 L應(yīng)滿足下列規(guī)定 :當(dāng)溫度計(jì)套管直徑不大于0.03D時(shí) (D為計(jì)管內(nèi)徑 ),L≥5D;當(dāng)溫度計(jì)套管直徑在 0.03D至 0.13D范圍內(nèi)時(shí) (D為計(jì)量管內(nèi)徑 ),L≥20D。
除了技術(shù)要求之外 ,孔板節(jié)流裝置在長(zhǎng)期運(yùn)行后,節(jié)流裝置容易產(chǎn)生堵塞、結(jié)垢、磨損、腐蝕等現(xiàn)象,這些都會(huì)帶來(lái)附加誤差 ,同時(shí)由于受溫度等因素的影響 ,變送器接頭容易產(chǎn)生泄漏 ,造成壓力 (或差壓)損失 ,使用者必須根據(jù)計(jì)量介質(zhì)的情況確定檢查周期。
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