天然氣流量計量及儀表選型
FG---相對密度系數(shù),,Gr為真實相對密度;
P1---孔板上游側取壓孔氣流絕對靜壓,MPa;
△P---氣流流經(jīng)孔板時產生的差壓,Pa;
ε---可膨脹系數(shù),ε=1-(0.41+0.35β4),k為等熵指數(shù);
Fz---超壓縮因子,zn和z1分別為標態(tài)下和流態(tài)下的壓縮系數(shù);
FT---流動溫度系數(shù), 式中C、ε、λd、Gr、FG、FT、Fz、z1等參數(shù)均是對實際工況轉換為標準狀態(tài)的修正系數(shù),其具體數(shù)據(jù)可查該標準的相關附錄表。
(3)天然氣用標準孔板計量的流量積算
a)用雙波紋管差壓流量計積算
雙波紋管差壓流量計由測量孔板(差壓、靜壓)和顯示部分及附件求積儀組合而成,用100%圓圖刻度記錄紙(即開方卡片)來記錄孔板的差壓△P和靜壓P1,由求積儀算出當日流量,按(6)式,可得其實用公式: 取
X104
式中:Pmax(MPa)、△Pmax(Pa)分別為儀表靜壓、差壓的上限值,XP、X△P分別為開方卡片記錄的實際靜壓、差壓的平均格數(shù)。對于一臺確定的計量裝置,當天然氣成分一定時,d、Pmax、△Pmax、Gr可視為常數(shù);當β值(即d、D值一定時)一定的節(jié)流件在雷諾數(shù)較高的區(qū)域內使用時,C可視為常數(shù);對于特定環(huán)境下,F(xiàn)z(=1/z)值基本可視為常數(shù)(供氣壓力低于0.5MPa時,可取z約為1);當用壓力比較穩(wěn)定,氣量變化不很大時,則ε也可視為常數(shù),由此K雙在特定的情況下為常數(shù)。則: 根據(jù)此公式,可人工積算出一天的用氣量。
雙波紋差壓計由于性能穩(wěn)定性好,經(jīng)濟投入不大,常用于中、高壓,大中流量的工業(yè)管線和總計量以及臨時計量中,但因人工積算不便且積算精確受人為因素影響,現(xiàn)逐漸被較先進的儀表取代。
b)微機流量計量裝置
微機流量計量裝置由孔板(或其它一次流量儀表和渦輪、漩渦等)、差壓和壓力變送器(或渦輪、漩渦變送器等)、溫度變送器和工控式微處理器及其相應配套設施,將孔板的差壓、壓力、溫度信號由變送器轉換成模擬量4~20mA,經(jīng)過A/D轉換器傳送到已事先輸入并嚴格按(6)式(或其它流量儀表變送器相應的計算公式)程序設計軟件的微處理器內,從而通過顯示器獲得氣體的流量;它可實現(xiàn)管道運行數(shù)據(jù)實時采樣(每二秒一次或幾秒一次),比人工每小時采樣精確很多,并可安裝多套計量管線和多種流量儀表的信號,同時記錄、運算和顯示。其原理圖如圖1所示。 可接收來自孔板經(jīng)壓力、差壓、溫度變送器產生的4~20mA(或1~5V)模擬量信號(以及來自渦輪、漩渦等流量計的脈沖信號,頻率量范圍為0~5000Hz幅值12V)??稍O計出顯示瞬時流量、時和日月累計流量、差壓和壓力、溫度及其上下限、密度、報警、記錄參數(shù)更改的內容、時間以及壓力、差壓、流量曲線等多項功能。
3膜式煤氣表和腰輪流量計
此兩種儀表屬于容積式流量儀表。其特點具有測量準確度高,量程比寬,被測氣體的密度和粘度的變化對儀表示值和準確度影響小,對儀表前后直管段要求不高,但儀表傳動機構復雜,制造要求高,關鍵件易磨損。腰輪流量計需定期清洗和添加、更換潤滑油。
膜式煤氣表工作原理:在儀表進出口的壓差作用下,氣體通過滑閥和分配室,使兩個計量室的隔膜形成交替進排氣的往復運動;各自往復進排氣一次巡回體積為一額定值即一回轉體積量(V1);與此同時連接于隔膜主軸上的傳動轉換機構,將隔膜一回轉的次數(shù)連續(xù)輸入到計數(shù)機構,進行流量累計,從而顯示出氣體流出的總量。如圖2所示。 腰輪流量計又稱羅茨或轉動流量計,當氣體由進口流入,在進出口壓差作用下,處于圖3a位置時,腰輪A上的合成力矩不平衡,故腰輪A不能轉動。而腰輪B上的合成力矩不平衡,故腰輪B按順時針方向轉動,同時把計量室內的氣體排向出口,與此同時腰輪B轉軸上的驅動齒輪帶動了腰輪A轉軸上的驅動齒輪,使腰輪A按逆時針方向轉動,逐漸由圖3b位置到達圖3c位置,同樣通過兩腰輪上所受力矩和轉動過程則形成圖3d位置,兩腰輪如此主從交替轉動,腰輪旋轉一周就有四個如圖中陰影部分容積的氣體排出,通過腰輪的轉數(shù)和齒輪減速系統(tǒng),輸入到指示機械從而顯示出氣體的總流量。如圖3所示。 膜式煤氣表大量用于居民用氣,腰輪流量計常用于中壓用戶。兩種儀表一般未帶溫度壓力補償裝置,故需采取如前“計量標準”中所述三種修正方式之一進行補償修正。當采用電子修正積算器時,需加裝溫度、壓力、示值傳感器,一是可在儀表出廠前預留信號管(壓力、溫度)和示值傳感器;另外可在儀表現(xiàn)場天然氣輸配管線上引出壓力、溫度信號管并配相應傳感器和示值傳感器。
兩種儀表可通過加裝示值傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳,從而實現(xiàn)微機數(shù)據(jù)集中管理。
4氣體渦輪流量計、卡門渦街流量計和旋進漩渦流量計
三種儀表均屬速度式流量計。氣體渦輪流量計特點是結構緊湊、準確度高、重復性好、量程比較寬、反應迅速、壓損小,但安裝使用(表前需安過濾器和整流器)和軸承耐磨性的要求較高;漩渦流量計是儀表內部無活動機件、壽命長、準確度高、量程比寬,但流速分布情況和脈動流、振動對測量有不同程度影響。
氣體渦輪流量計工作原理:當被氣體流經(jīng)渦輪體時,氣體推動帶有螺旋形導磁葉片的葉輪旋轉,當由鐵磁材料制成的葉片旋經(jīng)固定在殼體上的磁感應或信號檢出器中的磁鋼時,引起磁路中磁阻的周期性變化,并在感應線圈內產生近似正弦波的電脈沖信號,在渦輪儀表規(guī)定的流量范圍內,脈沖信號的頻率f(Hz)與流速即流量成正比,將此脈沖信號經(jīng)過積算顯示部分運算、處理可顯示出流量,如圖4所示。
卡門渦街流量計工作原理:在流體管道內插入一根非線型的柱狀物(圓柱或三角柱),當氣體流經(jīng)并達到一定雷諾數(shù)范圍內,柱狀物的下游即產生兩列不對稱而有規(guī)律的交替漩渦,漩渦的頻率f(Hz)與流速即流量成正比,通過檢出器、放大和轉換器,可獲得流體的流量。如圖5所示。 孔板流量計相關文章:孔板流量計原理 熱式質量流量計相關文章:熱式質量流量計原理 流量計相關文章:流量計原理
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