摘要：通過(guo)對比串聯在(zai)同一管路中(zhong)的兩套自動(dong)孔闆🥵計量系(xì)統流量值,得(dé)出在直管段(duàn)前存在調壓(ya)、過濾等節流(liú)件造成脈動(dòng)流時，導緻天(tiān)然氣流量産(chan)生2%~ 12%的負偏差(cha),論述了脈動(dong)流産生🈚時對(duì)天然氣流量(liàng)造成的影響(xiǎng),結合流體👈的(de)六種流态,對(duì)比分析了脈(mò)動⛱️流對天然(ran)氣流量的影(yǐng)響☔與流體流(liú)态之間的關(guān)系,以及産生(sheng)脈動🍓流的原(yuan)因,提出了消(xiāo)除脈動流的(de)方☀️法。
　　在天然(rán)氣計量過程(cheng)中要求流過(guo)天然氣 孔闆(pǎn)流量計 的氣(qì)流爲穩定發(fa)展的定常流(liu),定常流爲流(liu)動參數不随(suí)時間♌變化的(de)流動,然而在(zai)現實條件下(xia)，不可避免地(dì)存在一些偏(piān)離這一 流動(dòng)狀态的情況(kuàng)存在,非定常(chang)流的存在導(dao)緻了天然氣(qì)計量的偏差(chà),認識和确定(ding)非定常流造(zao)成的影響,對(dui)保證天然氣(qi)計量的🈲正确(que)率有着很重(zhong)要的意義。我(wǒ)們通過對孔(kǒng)闆節流✉️裝置(zhi)前存在調壓(ya)、過濾裝置,導(dao)緻管路中存(cún)在脈動流的(de)現象💘進行了(le)長期的🥵觀察(chá),對脈動流對(dui)天然氣計量(liang)的影響有了(le)初步的認識(shi)。
 
　　在流體力學(xué)上将流體分(fen)成了六種流(liu)動形态(如圖(tu)1)。前🐆兩種流動(dong)💛狀态下,可以(yi)認爲計量是(shi)正确的,也就(jiù)是除了第-種(zhong)和🈚第二種情(qing)況之外,其餘(yu)的四種情況(kuang)都會對天然(rán)氣計量造成(chéng)影響,這四種(zhǒng)‼️流态統稱脈(mo)動流。孔闆🔞流(liu)量計不适用(yong)于脈動流,那(na)麽脈動流究(jiū)竟會對孔闆(pan)🚩流量計計量(liang)造成什麽樣(yang)的影響,我們(men)通過同一管(guan)路中串聯兩(liǎng)套計量裝置(zhi),對孔闆前直(zhi)🈲管段内存在(zài)調壓、過濾裝(zhuāng)置造成脈動(dong)流對天然流(liú)量的影響進(jin)行了分💃🏻析。
1脈(mo)動流産生時(shí)會造成天然(rán)氣流量的極(ji)大誤差
　　這種(zhong)誤差可以達(dá)到2%~ 12% ,個别情況(kuang)更多,且脈動(dong)流出現時,其(qi)⛱️影響天然氣(qi)流量的狀況(kuang)與圖1中, c,df流體(tǐ)流态相似,從(cong)理論🏃‍♀️上講. e這(zhe)種情況🐕也應(ying)該存在,在天(tian)然氣管直管(guǎn)段内,孔闆🤩流(liú)量計💜前存在(zài)調壓、過🌂濾裝(zhuang)置,形成脈動(dong)流造成的天(tian)然氣流量偏(piān)差總是偏小(xiǎo)的,這與新的(de)天然計量标(biao)準SY /T6143- 2004《用标準孔(kong)闆流量😘計測(ce)量天然氣流(liu)量》是相一緻(zhì)的。
 
2脈動流造(zào)成了 引壓管(guǎn)路壓力信号(hao)傳遞過慢
　　壓(yā)力信号不能(néng)被弓引|壓管(guan)路完全傳遞(dì),儀表無法🐪正(zhèng)确測出,這是(shì)由于氣體可(ke)壓縮性決定(dìng)了氣體在傳(chuán)輸過程中,有(you)高低💃🏻壓平衡(héng)的問題,由于(yú)壓力在引壓(yā)管路👌傳遞過(guo)💜程中,高低壓(yā)信号互相平(ping)衡,造成信号(hao)滞後和畸變(biàn),脈動🈲峰值高(gāo)點和低點,不(bú)能完全被表(biao)征,因差壓💃信(xin)号與流量爲(wei)非線性關系(xì),壓勵信号的(de)不完整造成(cheng)🚶‍♀️了計量數據(jù)的偏差,這種(zhong)偏差🌈由于♊引(yǐn)壓管路的不(bu)同而産生🧡不(bu)同的表現形(xing)式。在較短引(yǐn)壓管路的計(jì)量裝置中,差(chà)壓測量時會(huì)出現劇烈波(bo)動,這種👄波動(dòng)造成了測量(liàng)數據不能被(bei)計量儀表㊙️完(wán)全測出,引起(qǐ)測量數據不(bú)完整,這是因(yīn)爲由于在♋較(jiào)短引壓管路(lù)中,壓勵在傳(chuán)遞過程時并(bìng)沒有得到平(píng)衡,高低壓點(dian)被明确界💚分(fen),每種差壓測(ce)量儀表都有(yǒu)一定的響應(ying)時間 ,脈動流(liú)的頻率與儀(yi)表測量響應(ying)時間不一緻(zhì),導緻✌️了壓劢(mài)滞後,勵已經(jing)測出而脈動(dòng)峰值未到達(dá)或者脈動峰(fēng)值被錯過♊，一(yi)些脈動數據(ju)點無法被‼️測(ce)出,造成了數(shù)據失真,無法(fa)正确确定天(tian)然氣流量💁,并(bing)且有可能由(yóu)于脈動頻率(lü)的過快,對儀(yi)表造成沖擊(ji),儀表🥰傳感器(qi)反應受到影(yǐng)響,從而使測(cè)量結果造成(chéng)偏差,影響流(liu)量測量的正(zhèng)确率。在較✨長(zhǎng)引壓管路的(de)孔闆計量裝(zhuang)置中,壓力高(gao)低峰值之✉️間(jiān)充分平衡,緻(zhì)使儀表無法(fa)測出真實值(zhi)。
3脈動流的存(cun)在造成天然(rán)氣流量無法(fǎ)正确補償
　　這(zhe)主要是因爲(wèi)脈動流流型(xíng)複雜,往往是(shi)多種流态共(gong)✍️同作用,緻使(shi)不能很好地(dì)找到補償手(shǒu)段、确定補🐉償(chang)量。
　　脈動流對(dui)天然氣計量(liang)的影響主要(yào)通過影響差(chà)壓,造成差🤩壓(yā)儀👈表示值不(bu)準表現出來(lai),進而影響天(tian)然氣流♻️量,且(qie)其影響天然(rán)氣💛流量的各(gè)種表現形式(shì)如下。
(1)脈動流(liú)産生時,差壓(yā)儀表示值明(ming)顯偏低,差壓(ya)值在一一個(ge)上限值和一(yi)一個下限值(zhí)之間波動,如(rú)圖2。此時天🔞然(rán)氣流量實際(ji)♊值爲差壓最(zuì)高值時的流(liú)量,其高低點(dian)之差爲流量(liàng)損失,天然氣(qì)量由此而産(chan)生2% ~ 6%的計量誤(wu)差。
(2)脈動流産(chan)生時,差壓值(zhí)有-個峰值并(bìng)在一個相對(dui)低的位置有(yǒu)一個波動上(shang)下限,如圖3。在(zai)這:種情況下(xia)流量真實值(zhí)爲最高值💰,高(gao)低點之差爲(wei)流量損失,誤(wu)差可達到2.5%~ 8%。
(3)脈(mò)動流造成的(de)第三種情況(kuang)是,差壓值一(yi)直處于一個(ge)🈲低位波動這(zhe)是影響最大(dà)的一種脈動(dòng)流現象是脈(mò)動⛱️流與随機(ji)湍流結合的(de)形式,這種情(qing)況下造成的(de)流量損失高(gāo)達6%~ 12%,甚至更高(gāo),如圖4。在此情(qíng)況下實際🔴流(liu)量值爲虛線(xiàn)處,而實測到(dao)的爲波形處(chu)的平均流量(liàng)值(橫直線⁉️處(chù)流量值) , 這種(zhong)情況實際🌏可(kě)以認爲是随(sui)機湍流造成(chéng)的,這種情況(kuàng)下🔞造成了流(liú)量大幅損失(shi),造成了計量(liàng)的極大誤差(cha),而這種情況(kuàng)也并不是不(bu)能發現的。在(zài)實際情況下(xià),偶爾能觀察(cha)到一個最大(da)值得出現,而(ér)這個最大值(zhi)就是實際流(liu)量值,這一點(diǎn)與第二種脈(mò)動流有相似(sì)之處,但其最(zuì)大值的出現(xiàn)具有不确定(ding)性,是最難以(yi)定量的一種(zhǒng)現象,但一❄️旦(dàn)出現,天然氣(qi)量偏差即在(zai)8%左右。
 
(4)多種流(liú)态共同存在(zài)。這種情況下(xià),天然氣損失(shī)最難确定,但(dan)✂️其誤差也在(zai)2%~ 12%之間,個别情(qíng)況有特殊。
(5)脈(mò)動流産生時(shi)天然氣管路(lù)往往能聽到(dào)間歇天然氣(qi)氣流聲，特☂️别(bié)明顯時表現(xian)爲-股-股的氣(qi)流流動,并☎️非(fēi)穩定的氣流(liú)🔴聲音。以幾❌種(zhong)情況正應合(hé)了流體脈動(dong)流的三種狀(zhuàng)況,實際中由(yóu)于可能幾種(zhong)狀況下的脈(mò)動流同時存(cún)在,則造成的(de)實際氣量計(ji)算更加困🔱難(nan),當然非周期(qi)性脈動流在(zai)實際狀态中(zhong)也是存在的(de),實際測量值(zhi)不确定,從計(jì)量裝置前存(cún)在阻流件,形(xing)成脈動流造(zào)成的這幾種(zhong)情況可以清(qīng)楚看出,儀👄表(biǎo)實際測出值(zhí)總是㊙️在脈動(dong)峰值和低值(zhi)👌中間值附🌈近(jin),天然氣量總(zong)是低于真實(shi)流量值,并且(qiě)有迹象表明(míng)脈動流不影(yǐng)響孔闆流量(liang)計流量,卻影(yǐng)響計量,當然(ran)這需要進一(yī)步的論證。
　　脈(mò)動流能夠造(zào)成天然氣流(liú)量偏差,實際(ji)中以下原因(yīn)可以導緻脈(mo)動流的産生(sheng):①管路中存在(zài)阻流件,包括(kuo)調壓裝置、過(guò)濾裝置、彎頭(tou)、閥門等。②下遊(yóu)用戶用氣量(liang)波動🚶,主要存(cún)💜在原因是用(yòng)戶用氣量大(da),用氣量不确(què)定,管路🐅中又(yòu)不存🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在儲氣(qì)調峰設施,造(zào)成氣流忽高(gāo)忽低,容易形(xing)成脈動流.當(dāng)然在這裏要(yao)注意區分脈(mo)動流和氣⭐流(liu)波動之間的(de)區别,氣流波(bo)動并非氣✍️流(liu)脈動。③流體壓(yā)力過低,流♌速(sù)過快導😄緻流(liu)體流态不穩(wen)。④孔闆表面不(bú)清潔🌍,氣體含(hán)液造成氣流(liú)脈動。⑤天然氣(qì)含有雜質,影(ying)響氣體流态(tai),特别是過濾(lǜ)裝置、整流裝(zhuang)置被雜質堵(du)塞後,易形☀️成(cheng)脈動流。
　　對于(yú)孔闆原因造(zao)成的脈動流(liu)不符合.上面(mian)的規律,阻流(liu)件造成的脈(mo)動流對天然(rán)計量影響這(zhe)麽大,實際過(guò)程中如何判(pan)斷脈動流:①聽(tīng)。通過氣流的(de)聲音,判斷是(shì)否存在脈動(dòng)流,特别明顯(xian)的脈動流往(wang)往能夠🔴聽到(dào)氣流一股一(yi)股哧哧變化(huà)的聲音,此時(shí)流量誤差一(yī)般不會低于(yu) 5%。②觀查儀表示(shì)值。由于⭐計量(liàng)時孔闆上遊(yóu)靜壓力較高(gao),脈動流出現(xiàn)👌時造成靜壓(yā)力的變化并(bìng)不是很明顯(xian)。脈動流🔴對差(cha)壓的影響是(shì)很明顯的,一(yi)般出現差壓(ya)波動在2%以上(shàng)就應該注💜意(yi)是不是❄️脈動(dòng)流的影響,差(chà)壓波🐅動在5%以(yi)上就應該立(li)即消除㊙️,否則(zé)就會造成很(hěn)大的計量誤(wù)差。③減少引壓(ya)管長度,測量(liàng)就地化,既是(shì)增加測🔴量正(zheng)确率,也是爲(wèi)正确确❌定流(liu)🏃🏻體流态(脈動(dong)流)提供條件(jiàn)㊙️,以😍減少脈動(dòng)流造成的流(liú)量損✂️失。
　　如何(he)消除脈動流(liú):根據實際觀(guan)察,在管路阻(zǔ)流件在🐇孔💔闆(pan)計量裝置前(qian),且阻流件爲(wèi)調壓裝置、過(guò)濾裝置形成(chéng)脈動流時🙇‍♀️,将(jiāng)對💋天然氣計(jì)量造成以上(shang)幾種脈😍動流(liu)狀态的影響(xiang),并且天然氣(qi)計量示值明(míng)顯偏小📐,偏小(xiǎo)程度從2% ~ 12%不等(deng),給天然氣計(ji)量造成很大(dà)誤差,因此消(xiao)除脈動流的(de)影響是☔很重(zhòng)要的一個環(huán)節。①在設計時(shi)就要優先考(kǎo)慮直管段長(zhǎng)度,确保管路(lu)内流體流态(tai)處于定常流(liu)圖1中的a b兩種(zhong)狀态。②以穩定(dìng)的流量😄穩定(ding)供氣,加裝調(diao)峰🔞裝置,避免(mian)出現用㊙️戶氣(qì)量波動🌍造成(chéng)的氣⛷️流脈動(dòng)。③避免和減少(shǎo)計量裝置前(qian)的任何🐆阻流(liu)件,在條件許(xǔ)可的情況.下(xia),避兔用上遊(yóu)節流、調壓,需(xū)要在上遊節(jie)流、調壓時,要(yao)延長直管段(duàn),并在離🔆孔闆(pǎn)流量計盡可(kě)能遠的地方(fāng)進行。④計量上(shàng)遊直管段前(qian)安裝整流器(qi)。⑤盡量避免低(dī)壓❓供氣。⑥保♉證(zhèng)天然氣氣質(zhi)符合要求,不(bú)含🐅粉塵、油污(wū)、水等雜質,在(zai)氣質沒有保(bǎo)證的情況下(xia),設計時應該(gai)🏃‍♀️相應提高技(ji)術标準。
　　認識(shi)脈動流對天(tiān)然氣孔闆流(liu)量計 計量的(de)影響,對孔闆(pan)流量計的設(shè)計、安裝、運行(hang)有指導意義(yì)🔞,随着對脈動(dong)流認識的深(shēn)入和科學技(jì)術的發展,有(you)望解決🚶‍♀️非定(dìng)常流狀态下(xia)孔闆流量計(jì)的補償問題(tí)🏃🏻,進而擴大孔(kong)闆🔴流量計的(de)适用範圍。

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