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規范孔板設想辦理軟件在自然氣流量計量核對中的應用

作者:晁宏洲,黃明基 來歷:中國煤油塔里木油田分公司油氣運銷部 宣布時候:2020-03-02 08:51:08

 擇要: 文章對 TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件停止了考證,操縱該軟件計較核對了用戶提出貳言的規范孔板計量體系存在的題目,一樣用該軟件設想計較了新孔板的開孔孔徑,對改換孔板前后的計量體系做了比對,批改處置了毛病的計量數據,消弭了計量貳言。

       作為一位處置自然氣交代計量任務的手藝職員,具備必然的與流量計量相干的計較能力是必需的,比方流量計丈量管處的流速與流量的互算、工況流量與標況流量的互算、流量計前后壓損的計較、管存氣的計較、自然氣物性參數 ( 密度、緊縮因子、發燒量) 的計較等。出格是依托多參數檢測的組合儀表,比方規范孔板、規范噴嘴等,計較公式更加龐雜,包羅的參數更多,在設想和辦理此類計量儀表時,計較能力顯得更加首要。此刻已有良多的由專業公司出產的流量設想計較軟件公然出售,為計量任務者供給了便利。在利用這類第三方軟件時,只要要對其停止考證后簡略操縱便可。

       在自然氣商業交代計量進程中,供需兩邊之間的計量爭議不可防止、經常產生并且遍及存在。當供需兩邊對計量的自然宇量不能分歧承認,沒法普通結算時,須要經由進程必然的辦理法式,借助須要的手藝手腕,展開計量核對,做出一個公道的處置。借助流量設想辦理軟件,發明手藝題目,處置 技 術 問 題,從而消弭計量爭議,化 解 計 量膠葛。 

1 考證

       早在某油田起頭對處所周邊供氣時,供氣方為了削減投資本錢 ( 不裝備用回路) 和儀表檢定便利,大批設想扶植了規范孔板計量體系。規范孔板計量體系是今朝各種自然氣商業交代計量儀表中絕對龐雜的,設想和辦理難度絕對較大。因為其接洽關系參數多,配套檢測儀表多,利用規范孔板流量計丈量自然氣流量,根據現行檢測方式規范 GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》[1],自然氣在規范參比前提下的體積流量計較適用公式為: qVn = AVnCEd2FGεFZFT ( P1Δp) 1 /2 ( 1)式中: qVn為自然氣在規范參比前提下的體積流量; AVn為體積流量計量系數視接納計量單位而定; C 為流出系數,有公用的龐雜計較公式; E為漸近速率系數,有公用計較公式; d 為孔板開孔孔徑,規范孔板的檢定證書上載明; FG 為絕對密度系數,有公用計較公式; ε 為可收縮性系數,有公用的龐雜計較公式; FZ 為超緊縮系數,有公用計較公式; FT 為活動溫度系數,有公用計較公式; P1 為孔板下游側取壓孔氣流絕對靜壓,儀表檢測取得; Δp 為氣流流經孔板時產生的差壓,儀表檢測取得。

       除式 ( 1) 中列出的各項參數須要大批的計較外,另有面前的隱性的大批參數一樣須要計較,比方經由進程 GB /T 17747 《自然氣緊縮因子的計較》[2]計較取得 Z 值,經由進程 GB /T 11062 《自然氣發燒量、密度、絕對密度和沃泊指數的計較方式》[3]計較取得 ρ 值等。GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》中還給出了大批的參數表格供計較接納,也給出了流量、孔板開孔孔徑、差壓的迭代計較公式供利用者計較機編程根據流量計較公式,普通展開三方面的計較: 

       ①根據差 壓 計 算 流 量; 

       ②規范孔板開孔孔徑的計較; 

       ③根據流量計較差壓。在現實計量進程中, 第②項首要用在孔板計量體系的設想計較,而第①、第③項首要用在平常的辦理,出格是在計量爭議產生時用以考證計量體系的符 合 性、切確性。

       公然出售的第三方專業軟件須要根據規范停止考證無誤后能力在計量體系的設想和辦理中應用。應用北京博思達公司出產的 TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件對 GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》規范附錄 F “自然氣流量計較和設想計較實例”中的三類計較進程停止復核,考證軟件的精確性。 

1. 1 根據差壓計較流量

完整采 用 標 準 附 錄 F. 1. 1 中的一切已知前提[1],計較規范孔板丈量的自然氣流量,規范計較成果為 8. 312 3 m3 /s,即 29 924. 3 m3 /h。軟件計較成果為 29 906. 5 m3 /h,絕對偏差為 0. 059% 。 1. 2 計較孔板開孔直徑完整采 用 標 準 附 錄 F. 2. 1 中的一切已知前提[1],計較規范孔板開孔直徑,規范計較成果為d20 =148. 94 mm,軟件計較成果為 d20 = 147. 39 mm,絕對偏差為 1. 040% 。

       規范孔板開孔孔徑的計較不須請求切確,以知足給定的操縱前提為準。設想計較的規范孔板顛末制作加工后,還要顛末法定或受權的計量手藝機構 的 檢 定,以檢定證書上載明的現實尺寸為準。 

1. 3 根據流量計較差壓

       完整采 用 標 準 附 錄 F. 3. 1 中的一切已知前提[1],計較自然氣流經規范孔板前后的差壓,規范計較成果為 12 017 Pa,軟件計較成果為 12 029 Pa,絕對偏差為 0. 100% 。差壓量程設想計較不須請求切確,以知足給定的操縱前提為準。設想計較的差壓量程過恰當擴大后,豈但要適合規范劃定的丈量區間請求,還要便利差壓變送器規格的挑選。顛末以上 3 類計較,考證了 TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件完整適合GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》規范,在現實的自然氣規范孔板計量體系的設想和辦理中能夠安心應用。

2 應用

       某油田為周邊一化工場供氣,以自然氣為質料加工出產高附加值的化工產物。規范孔板計量體系在投用后一段時候,用戶屢次來函提出計量貳言,稱商品氣商業交代計量量與其化工裝配計較耗損量嚴峻不符,并與其入廠質料氣對接計量的規范孔板計量體系計量值差別很大。接到用戶的計量貳言后,供氣方隨即對供需兩邊商業交代計量的規范孔板計量體系展開計量核對,查找和處置題目。 

2. 1 題目的查找

       供氣方對計量體系的各種計量儀表檢定證書停止檢驗,證實規范孔板、壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器均經依法檢定且在有用期內,又利用 TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件收羅統一時辰的壓力、溫度、差壓參數,計較考證供氣計量體系流量計較機內置的孔板算法法式適合規范規范。再對各種儀表的利用區間停止檢驗,發明存在兩個題目: ①任務溫度4. 376 ℃,處在溫度變送器丈量范圍 0 ~ 100 ℃ 的 4. 4% 處; ②任務差壓1. 068 7 kPa 處在差壓變送器丈量范圍 0 ~ 60 kPa 的 1. 8% 處。與 GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》 規范附錄C. 1. 2 “儀表量程選用劃定”請求的 “自然氣溫度變更應在平分刻度溫度儀表滿量程的 30% ~ 65%范圍內”和 “差壓值應在滿量程的 10% ~ 90% 范圍內”不符,申明溫度和差壓丈量儀表選型不精確或利用不妥。

       斟酌到溫度對自然氣流量計量的影響較小,且推銷和改換溫度變送器較為簡略快速,供氣方把處置題目的落腳點肯定在批準差壓丈量上。差壓變送器經檢定及格,申明儀表自身不存在題目,闡發是因為規范孔板巨細選型不妥,形成 “大馬拉小車”致使差壓丈量值偏小,流量計利用在丈量范圍的上限值以下區間。須要顛末設想計較,挑選適合開孔孔徑的規范孔板,順應現實的自然氣流質變更范圍。 

2. 2 題目的處置

       精確查 找 到 問 題 的 原 因 之 后,供 氣 方 借 助TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件設想計較適合孔徑的規范孔板,現場計量工藝前提以下。

     (1) 丈量管內徑: D = 199. 113 mm,20 號鋼的新無縫鋼管。 

       ( 2) 氣 體 常 用 流 量: 7 800 Nm3 /h,zui 大 流量: 8 500 Nm3 /h,zui小流量: 2 700 Nm3 /h。 

       ( 3) 氣流經常使用溫度: t = 5. 6 ℃。 

       ( 4) 氣流經常使用表靜壓: p1 = 3. 355 MPa。 

       ( 5) 本地經常使用大氣壓: Pa = 0. 090 3 MPa。 

       ( 6) 節省裝配要適合 GB /T 21446—2008 規范相干手藝劃定,法蘭取壓。 

       ( 7 ) 溫度丈量體系不確 定度小于或即是0. 2% ,丈量范圍 0 ~ 100℃ ; 壓力丈量體系不肯定度小于或即是 0. 25% ,丈量范圍 0 ~ 5. 5MPa; 差壓丈量體系不肯定度小于或即是 0. 25% ,丈量范圍 0 ~ 60 000 Pa。

       ( 8 ) 天 然 氣 組 分 ( 摩 爾 分 數% ) : 甲 烷89. 461; 乙烷6. 22; 丙烷1. 29; 丁烷0. 279; 異丁烷 0. 250; 戊 烷 0. 054; 異 戊 烷 0. 079; 己 烷+ 0. 028; 氮氣 2. 25; 二氧化碳 0. 089。

       專業軟件計較出的現場計量工藝前提下的適合規范孔板開孔孔徑值為 ( 44. 787 ± 0. 022) mm。供氣方根據 d20 = ( 44. 787 ± 0. 022) mm 的尺寸向孔板節省裝配廠家訂購了新的規范孔板,送中國測試手藝研討院檢定后,實測 d20 = 44. 841 mm。將新的規范孔板裝入孔板節省裝配,剎時流量立即有了較大的變更。孔板計量體系在改換規范孔板前后的對比方表 1 所示。

供氣計量體系改換規范孔板前后對比

       完整根據供氣孔板計量體系的現有工藝和儀表參數,再次應用 TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件計較差壓滿量程 10% ~ 90% 范圍內的流量點,證實自然氣在規范參比前提下體積流量丈量不肯定度均小于 1. 0% ,知足GB /T 18603 《自然氣計量體系手藝請求》[4]規范劃定的一級 B ( 2. 0) 計量體系切確度請求。計較成果如表 2 所示。

改換孔板后計量體系流量丈量不肯定度

       從表 2 數據能夠看出,在差壓變送器滿量程0 ~ 60 kPa 的 10% ~ 90% 區間范圍內,規范孔板計量體系的流量丈量不肯定度均知足規范請求且跟著差壓的增大,丈量不肯定度在減小。

2. 3 差別量的處置

       斟酌到為化工企業供氣,供氣流量固然較不變,但剎時流量仍是有必然水平的變更,接納規范孔板改換前后一周內的日供宇量數據加和計較供氣計量偏差,對改換規范孔板前存在題目的計量數據停止批改。計量絕對偏差為 7. 975% ,改換孔板前后日累量如表 3 所示。

改換規范孔板前后供宇量

       根據 7. 975% 的偏差數據對改換規范孔板前存在題目的供宇量停止批改,根據公允公道準繩對多計量的宇量予以核減,核減后的商業交代宇量與用戶化工場入廠對接計量宇量很是靠近,計量貳言消弭。

       筆者在屢次展開規范孔板計量體系自然氣流量計量核對的辦理理論進程中,發明孔板流量丈量算法法式不適合 GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》規范劃定的環境較多。良多用戶在商業交代計量體系中也未設置裝備擺設流量計較機,孔板流量算法法式內置在上位機 PLC、RTU 或 DCS 中,算法法式也不規范。中國煤油 《油氣儲運名目設想劃定》輸氣管道自然氣計量體系通用手藝規格書請求 “流量計較機應為公用產物,不接管接納通用 RTU、PLC 停止計較的產物。流量計較機需取得 OIML、PTB、NEL 或 API 商業計量認證”。在油氣田的中間進程計量中,規范孔板計量體系遍及不會設置裝備擺設公用流量計較機,孔板算法法式很大略,固然各項儀表檢測成果切確,但流量計量成果經常都是不切確的,須要設置裝備擺設適合規范的孔板流量計較轉換單位。 

3 結語

       ( 1) 對比 GB /T 21446 《用規范孔板流量計丈量自然氣流量》規范的 3 類算例,考證 TRQ-2004- 02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件算法法式適合規范請求,具備很高的切確度,可用于規范孔板計量體系的設想和辦理。 

       ( 2) 借助 TRQ-2004-02 自然氣流量丈量規范孔板設想及辦理軟件對用戶提出貳言的規范孔板計量體系查找存在的題目,設想計較適合尺寸的規范孔板,對計量體系停止整改,整改后經考證適合規范請求,遵照比對偏差對不切確的交代宇量停止批改,消弭了計量貳言。 

       ( 3) 規范孔板計量體系存在題目多集合在孔板開孔孔徑巨細不適合,在流量計較關鍵的算法法式也經常不適合規范劃定。很有須要在規范孔板自然氣商業交代計量體系中設置裝備擺設公用流量計較機,在進程計量體系中接納流量計較轉換單位予以規范。

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