摘要：通過(guo)對比串聯在同(tong)一管路中的兩(liǎng)套自動孔闆🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計(jì)量🐇系統流量值(zhi),得出在直管段(duan)前存在調壓、過(guò)濾等節流件造(zao)成脈動流🌍時，導(dǎo)緻天然氣流量(liang)産生2%~ 12%的負偏差(cha),論述了脈動流(liú)産生時對天然(rán)氣流量造成的(de)影響,結合流體(ti)的六種流态,對(dui)比分🔞析了脈動(dòng)🤞流對天然氣流(liú)量的影響✉️與流(liú)體流态🙇‍♀️之間的(de)關系,以及産生(sheng)脈動流的原因(yīn),提出了消除脈(mò)動流👌的方法。
　　在(zài)天然氣計量過(guò)程中要求流過(guo)天然氣 孔闆流(liú)量計 的氣流爲(wei)穩定發展的定(dìng)常流,定常流爲(wei)流動參數不随(sui)時間🧑🏽‍🤝‍🧑🏻變化的流(liú)動,然而在現實(shí)條件下，不可避(bi)免地存在一些(xiē)🔴偏離這一 流動(dòng)狀态的情況存(cun)在,非🌏定常流的(de)存在導緻了天(tian)然氣計量的偏(pian)差,認識和确定(dìng)非定常流造成(cheng)的影響,對保證(zheng)天然氣計量的(de)正确率有着很(hěn)重要的意🛀義。我(wǒ)們通過對孔闆(pan)節流💋裝置前存(cun)在調壓、過濾裝(zhuāng)置,導緻管路中(zhōng)存在脈動流的(de)現象進行了長(zhang)期的觀察,對脈(mò)動流對天然氣(qì)計量的影響有(you)了初👌步的認識(shi)。
 
　　在流體力學上(shang)将流體分成了(le)六種流動形态(tai)(如圖1)。前兩🔞種流(liu)動狀态下,可以(yi)認爲計量是正(zhèng)确的,也就🔱是除(chu)了第-種和第二(èr)種情況之外,其(qí)餘的四種情況(kuang)都會對天然氣(qi)計量造成影響(xiǎng),這四種流态統(tong)稱脈動流。孔闆(pan)流量計不适用(yong)于脈動流,那麽(me)脈動流究竟會(huì)對孔闆流量計(ji)計量✏️造成什麽(me)樣🈲的影響,我們(men)通過同一管路(lu)中串聯兩套計(ji)量裝置,對孔闆(pǎn)前直❗管段内存(cun)在調壓、過濾裝(zhuāng)置造成脈動流(liu)對天然流🔱量的(de)影響進行了分(fèn)析。
1脈動流産生(sheng)時會造成天然(rán)氣流量的極大(da)誤差
　　這種誤差(chà)可以達到2%~ 12% ,個别(bié)情況更多,且脈(mo)動流出現🧡時,其(qi)影響天然氣流(liú)量的狀況與圖(tú)1中, c,df流體流态相(xiang)👈似,從🍉理論上講(jiang)💋. e這種情況✂️也應(ying)該存在,在天然(rán)氣管🚩直管段内(nèi),孔闆流量計前(qián)存在☀️調壓、過濾(lü)裝置,形成脈動(dòng)流造成的天然(rán)氣流量偏差總(zong)是偏小的,這與(yǔ)📞新的天然計量(liang)标準SY /T6143- 2004《用标準孔(kǒng)闆流量計測量(liàng)天然氣流量》是(shì)相一緻的。
 
2脈動(dong)流造成了 引壓(ya)管路壓力信号(hao)傳遞過慢
　　壓力(li)信号不能被弓(gong)引|壓管路完全(quan)傳遞,儀表無法(fǎ)正确測出,這是(shi)由于氣體可壓(yā)縮性決定了氣(qi)體在傳輸🧑🏾‍🤝‍🧑🏼過程(cheng)中,有高低壓平(píng)衡的問題,由于(yu)壓力在引㊙️壓管(guǎn)路傳遞過程中(zhōng),高低壓信号互(hu)相平衡,造成信(xin)号滞後和畸變(bian),脈動峰值高點(diǎn)和低點,不能完(wan)全被🙇‍♀️表征,因差(chà)壓信号與流量(liàng)爲非線性關系(xi),壓勵信号的不(bu)完整造♊成✍️了計(ji)量數據的偏差(cha),這種偏差由于(yu)引壓管路的不(bu)同而産生不同(tóng)的表現形式。在(zai)較短引壓管路(lu)的計量裝💋置中(zhōng),差壓測量時會(huì)出現劇烈波動(dong),這種波動造成(cheng)了測量數據不(bu)能被計量儀表(biǎo)📐完全測出,引起(qǐ)測量數據不完(wán)整,這是因爲由(yóu)于在較短引壓(yā)管路中,壓勵在(zai)傳遞過程時并(bing)沒有得到平衡(heng),高低壓點被明(ming)确界分,每種差(chà)壓測量儀表都(dōu)👅有一定的響應(ying)時間 ,脈動流的(de)頻率與儀表測(cè)量響應時間不(bú)一緻,導緻了壓(ya)劢滞後,勵已經(jīng)測出而脈✏️動峰(fēng)值未到達或者(zhe)脈動峰值被錯(cuo)過，一些脈動數(shù)據點無法被測(ce)出,造成了⛹🏻‍♀️數據(jù)失真,無法正确(que)确定天然氣流(liú)量,并且有可能(neng)由于脈動頻率(lǜ)的過快,對🐪儀表(biao)造成沖擊,儀表(biao)傳感器反應受(shòu)到影響,從♍而使(shi)測量結果造成(chéng)偏差,影響流量(liàng)測量的正确率(lǜ)。在較長引壓管(guan)路的孔闆計量(liàng)裝置中,壓力高(gao)低峰值之✂️間充(chong)分平衡,緻使儀(yi)表無法測出真(zhen)實值。
3脈動流的(de)存在造成天然(rán)氣流量無法正(zhèng)确補償
　　這主要(yào)是因爲脈動流(liú)流型複雜,往往(wǎng)是多種流态共(gong)同作用,緻使不(bu)能很好地找到(dào)補償手段、确定(ding)補償量。
　　脈動流(liú)對天然氣計量(liang)的影響主要通(tōng)過影響差壓,造(zao)成差壓儀😄表示(shì)值不準表現出(chu)來,進而影響天(tian)然氣流量,且其(qi)影響天🈲然氣流(liú)量的各種表現(xiàn)形式如✊下。
(1)脈動(dong)流産生時,差壓(ya)儀表示值明顯(xian)偏低,差壓值在(zài)✍️一一個上限值(zhí)和一一個下限(xiàn)值之間波動,如(ru)圖2。此時天然氣(qì)流量♋實際值爲(wèi)差壓最高值時(shi)的流量,其高低(di)點之差爲🚶‍♀️流量(liàng)損失,天然氣量(liang)由此而産生2% ~ 6%的(de)計量誤差。
(2)脈動(dong)流産生時,差壓(yā)值有-個峰值并(bìng)在一個相對低(dī)的位置有🔞一個(ge)波動上下限,如(rú)圖3。在這:種情況(kuàng)下流🔴量真實值(zhí)爲最🈚高值,高低(di)點之差爲流量(liàng)損失,誤差可達(da)到🧑🏽‍🤝‍🧑🏻2.5%~ 8%。
(3)脈動流造成(cheng)的第三種情況(kuang)是,差壓值一直(zhí)處于一個低位(wèi)波動這是影響(xiǎng)最大的一種脈(mò)動流現象是脈(mo)動流與随機♉湍(tuan)流結合的形式(shi),這種情況下造(zao)成☀️的流量💞損失(shi)高達6%~ 12%,甚至更高(gao),如圖4。在此情況(kuàng)下實際流量值(zhi)爲虛線處,而實(shi)測到的⭐爲波形(xíng)處🚶的平均流量(liang)值(橫直線處流(liu)量值) , 這🔞種情況(kuang)實際可以認爲(wèi)是随機湍流造(zào)成的,這種情況(kuàng)下造成了流量(liàng)大⭐幅損失,造成(chéng)了計量的🏒極大(dà)誤差,而這種情(qíng)況也并不是不(bú)能發現的。在實(shi)際情況下,偶爾(ěr)能觀察到一個(gè)最大值得出現(xiàn),而這個最大值(zhí)就🈲是實際流量(liàng)值,這一點與第(di)二種脈動💋流有(you)相似之處,但其(qi)最📞大值的出👄現(xiàn)具有不确定性(xìng),是最難以🤞定量(liang)的一種現象,但(dàn)一♌旦出現,天然(rán)氣量偏差即在(zai)8%左右👉。
 
(4)多種流态(tai)共同存在。這種(zhong)情況下,天然氣(qì)損失最難确定(dìng)🔴,但其誤👈差也在(zài)2%~ 12%之間,個别情況(kuang)有特殊。
(5)脈動流(liu)産生時天然氣(qì)管路往往能聽(ting)到間歇天然氣(qì)氣流聲，特别明(míng)顯時表現爲-股(gu)-股的氣流流動(dòng),并非穩定的氣(qì)流聲音。以幾種(zhong)情況正應合了(le)流體脈動流的(de)🏃‍♀️三種狀🔴況,實際(jì)‼️中由于可能幾(jǐ)種狀況下的脈(mo)動流同時存在(zai),則造成的實際(ji)氣量計算更加(jiā)困🏃🏻難,當然非周(zhou)期性脈動流在(zai)實際狀态中也(yě)是存在☂️的,實際(ji)測量值不确定(dìng),從計量裝置前(qián)存在阻流件,形(xing)成脈動❌流造成(chéng)的這幾種情況(kuang)可以清楚看出(chū),儀表實際測出(chū)值總是🈲在脈動(dong)峰值和低值🔴中(zhōng)間值附近,天然(ran)氣量總是低于(yú)真實流量值,并(bìng)且有迹象表明(míng)脈動流不影響(xiang)孔闆流量計流(liu)量,卻影響計量(liàng),當然這需要進(jìn)一步的論證⛹🏻‍♀️。
　　脈(mò)動流能夠造成(chéng)天然氣流量偏(piān)差,實際中以下(xià)原因可以導緻(zhì)脈動流的産生(sheng):①管路中存在阻(zǔ)流件,包括調壓(yā)裝置、過♉濾裝置(zhì)、彎頭、閥門等。②下(xia)遊用戶用氣量(liang)波動,主要存在(zài)原因是用戶用(yòng)氣量大,用氣量(liàng)不确定,管路中(zhong)又不存在儲氣(qi)調峰設施,造成(cheng)氣流忽高忽低(dī),容易✨形成脈動(dong)流.當然在這裏(lǐ)要注意區分脈(mò)動流和氣流波(bo)動之間的區别(bié),氣流波動并非(fei)氣流脈動。③流🌈體(tǐ)壓力過低,流速(su)過快導緻流體(ti)流态不穩🔴。④孔闆(pan)表面不清潔,氣(qì)體含液造成氣(qi)🛀流脈動。⑤天然💃🏻氣(qì)含有雜質,影響(xiǎng)氣體流态,特🌈别(bié)是過濾裝置♉、整(zheng)流裝置被雜質(zhi)堵塞後,易形成(chéng)脈動流。
　　對于孔(kong)闆原因造成的(de)脈動流不符合(hé).上面的規律,阻(zu)流件造成的脈(mò)動流對天然計(jì)量影響這麽大(dà),實際過程中❤️如(ru)何判斷脈動流(liú):①聽。通過氣流的(de)聲音,判斷是否(fǒu)存在脈動流,特(tè)别明顯的脈動(dong)流往往能夠聽(tīng)到氣流一股一(yī)股哧哧變化的(de)聲音,此時流量(liang)誤☂️差一般不會(hui)低于 5%。②觀查儀表(biǎo)示值。由于✨計量(liang)時孔闆❄️上遊靜(jìng)壓力較高,脈動(dong)流出現🔱時造成(chéng)靜壓力的變化(huà)并不是🧡很明顯(xian)🔞。脈動流對差壓(yā)的影響是很明(míng)顯的,一般出現(xiàn)差壓波動在2%以(yi)上就應該注意(yì)是不是脈動流(liú)的影響,差壓波(bo)動在5%以上就應(ying)該立即消除,否(fǒu)則就會造成很(hen)大的計量誤差(chà)。③減少引⚽壓管長(zhǎng)度,測量就地化(hua),既是增加測量(liàng)😘正确率,也是爲(wèi)正确确🌈定流📧體(tǐ)流态(脈動流)提(tí)供🌈條件,以減少(shǎo)脈動流造成的(de)流量損失。
　　如何(he)消除脈動流:根(gēn)據實際觀察,在(zài)管路阻流件在(zài)孔闆計量裝置(zhi)前,且阻流件爲(wèi)調壓裝置、過濾(lǜ)裝置形成脈動(dòng)流時,将對♉天然(ran)氣計量造成以(yǐ)上幾種脈動流(liu)狀态的影💞響,并(bing)且天然氣計量(liang)示值明顯偏小(xiao),偏小程度從2% ~ 12%不(bú)等,給‼️天然氣計(ji)量造成很大誤(wu)差,因此消除脈(mò)動流的影響是(shì)很重要的一個(gè)環節。①在設📐計時(shí)就要優先㊙️考慮(lü)直管段長度,确(que)保管路内👉流體(tǐ)流态處于定常(cháng)流圖1中的a b兩種(zhǒng)狀态。②以穩定的(de)流量穩定供氣(qì),加裝調峰裝置(zhì),避免出現用戶(hu)氣量波動造成(chéng)的氣🔆流脈動。③避(bì)免🈲和減少計量(liang)裝置前的任何(he)阻流件,在條件(jian)許可的情🌈況.下(xià),避兔用上遊節(jiē)流、調⛷️壓,需要在(zài)上遊節流、調壓(ya)時,要延長直管(guǎn)段,并在離🍉孔闆(pǎn)流量計盡可能(neng)遠的👄地方進行(háng)。④計量上遊直管(guǎn)✂️段前安裝🌈整流(liu)器。⑤盡量避免低(di)壓供氣。⑥保證天(tian)然氣氣質符合(hé)要求,不含粉塵(chen)、油污、水等雜質(zhi),在氣質沒有保(bǎo)證的情況下,設(shè)計時應該相應(ying)提高技術标準(zhǔn)。
　　認識脈動流對(duì)天然氣孔闆流(liú)量計 計量的影(yǐng)響,對孔闆流量(liang)計的設計、安裝(zhuang)、運行有指導意(yì)義,随着對脈動(dòng)流認識的深入(rù)和科學技術的(de)發展,有望解決(jué)非定常流狀态(tài)下孔闆流量計(ji)的補償問題🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,進(jin)而擴大孔闆流(liu)量計的适用📧範(fan)圍。

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