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规范孔板设想办理软件在自然气流量计量核对中的操纵

作者:晁宏洲,黄明基 来历:中国煤油塔里木油田分公司油气运销部 宣布时候:2020-03-02 08:51:08

 择要: 文章对 TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件停止了考证,操纵该软件计较核对了用户提出贰言的规范孔板计量体系存在的题目,一样用该软件设想计较了新孔板的开孔孔径,对改换孔板前后的计量体系做了比对,批改处置了毛病的计量数据,消弭了计量贰言。

       作为一位处置自然气交代计量任务的手艺职员,具备必然的与流量计量相干的计较能力是必需的,比方流量计丈量管处的流速与流量的互算、工况流量与标况流量的互算、流量计前后压损的计较、管存气的计较、自然气物性参数 ( 密度、紧缩因子、发烧量) 的计较等。出格是依托多参数检测的组合仪表,比方规范孔板、规范喷嘴等,计较公式更加庞杂,包罗的参数更多,在设想和办理此类计量仪表时,计较能力显得更加首要。此刻已有良多的由专业公司出产的流量设想计较软件公然出售,为计量任务者供给了便利。在操纵这类第三方软件时,只要要对其停止考证后简略操纵便可。

       在自然气商业交代计量进程中,供需两边之间的计量争议不可防止、经常产生并且遍及存在。当供需两边对计量的自然宇量不能分歧承认,没法普通结算时,须要经由进程必然的办理法式,借助须要的手艺手腕,展开计量核对,做出一个公道的处置。借助流量设想办理软件,发明手艺题目,处置 技 术 问 题,从而消弭计量争议,化 解 计 量胶葛。 

1 考证

       早在某油田起头对处所周边供气时,供气方为了削减投资本钱 ( 不装备用回路) 和仪表检定便利,大批设想扶植了规范孔板计量体系。规范孔板计量体系是今朝各种自然气商业交代计量仪表中绝对庞杂的,设想和办理难度绝对较大。因为其接洽关系参数多,配套检测仪表多,操纵规范孔板流量计丈量自然气流量,根据现行检测方式规范 GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》[1],自然气在规范参比前提下的体积流量计较适用公式为: qVn = AVnCEd2FGεFZFT ( P1Δp) 1 /2 ( 1)式中: qVn为自然气在规范参比前提下的体积流量; AVn为体积流量计量系数视接纳计量单位而定; C 为流出系数,有公用的庞杂计较公式; E为渐近速率系数,有公用计较公式; d 为孔板开孔孔径,规范孔板的检定证书上载明; FG 为绝对密度系数,有公用计较公式; ε 为可收缩性系数,有公用的庞杂计较公式; FZ 为超紧缩系数,有公用计较公式; FT 为活动温度系数,有公用计较公式; P1 为孔板下游侧取压孔气流绝对静压,仪表检测取得; Δp 为气流流经孔板时产生的差压,仪表检测取得。

       除式 ( 1) 中列出的各项参数须要大批的计较外,另有面前的隐性的大批参数一样须要计较,比方经由进程 GB /T 17747 《自然气紧缩因子的计较》[2]计较取得 Z 值,经由进程 GB /T 11062 《自然气发烧量、密度、绝对密度和沃泊指数的计较方式》[3]计较取得 ρ 值等。GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》中还给出了大批的参数表格供计较接纳,也给出了流量、孔板开孔孔径、差压的迭代计较公式供操纵者计较机编程根据流量计较公式,普通展开三方面的计较: 

       ①根据差 压 计 算 流 量; 

       ②规范孔板开孔孔径的计较; 

       ③根据流量计较差压。在现实计量进程中, 第②项首要用在孔板计量体系的设想计较,而第①、第③项首要用在平常的办理,出格是在计量争议产生时用以考证计量体系的符 合 性、切确性。

       公然出售的第三方专业软件须要根据规范停止考证无误后能力在计量体系的设想和办理中操纵。操纵北京博思达公司出产的 TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件对 GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》规范附录 F “自然气流量计较和设想计较实例”中的三类计较进程停止复核,考证软件的切确性。 

1. 1 根据差压计较流量

完整采 用 标 准 附 录 F. 1. 1 中的一切已知前提[1],计较规范孔板丈量的自然气流量,规范计较成果为 8. 312 3 m3 /s,即 29 924. 3 m3 /h。软件计较成果为 29 906. 5 m3 /h,绝对偏差为 0. 059% 。 1. 2 计较孔板开孔直径完整采 用 标 准 附 录 F. 2. 1 中的一切已知前提[1],计较规范孔板开孔直径,规范计较成果为d20 =148. 94 mm,软件计较成果为 d20 = 147. 39 mm,绝对偏差为 1. 040% 。

       规范孔板开孔孔径的计较不须请求切确,以知足给定的操纵前提为准。设想计较的规范孔板颠末制作加工后,还要颠末法定或受权的计量手艺机构 的 检 定,以检定证书上载明的现实尺寸为准。 

1. 3 根据流量计较差压

       完整采 用 标 准 附 录 F. 3. 1 中的一切已知前提[1],计较自然气流经规范孔板前后的差压,规范计较成果为 12 017 Pa,软件计较成果为 12 029 Pa,绝对偏差为 0. 100% 。差压量程设想计较不须请求切确,以知足给定的操纵前提为准。设想计较的差压量程过恰当扩大后,岂但要适合规范划定的丈量区间请求,还要便利差压变送器规格的挑选。颠末以上 3 类计较,考证了 TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件完整适合GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》规范,在现实的自然气规范孔板计量体系的设想和办理中能够安心操纵。

2 操纵

       某油田为周边一化工场供气,以自然气为质料加工出产高附加值的化工产物。规范孔板计量体系在投用后一段时候,用户屡次来函提出计量贰言,称商品气商业交代计量量与其化工装配计较耗损量严峻不符,并与其入厂质料气对接计量的规范孔板计量体系计量值差别很大。接到用户的计量贰言后,供气方随即对供需两边商业交代计量的规范孔板计量体系展开计量核对,查找和处置题目。 

2. 1 题目的查找

       供气方对计量体系的各种计量仪表检定证书停止检验,证实规范孔板、压力变送器、温度变送器、差压变送器均经依法检定且在有用期内,又操纵 TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件收罗统一时辰的压力、温度、差压参数,计较考证供气计量体系流量计较机内置的孔板算法法式适合规范规范。再对各种仪表的操纵区间停止检验,发明存在两个题目: ①任务温度4. 376 ℃,处在温度变送器丈量范围 0 ~ 100 ℃ 的 4. 4% 处; ②任务差压1. 068 7 kPa 处在差压变送器丈量范围 0 ~ 60 kPa 的 1. 8% 处。与 GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》 规范附录C. 1. 2 “仪表量程选用划定”请求的 “自然气温度变更应在平分刻度温度仪表满量程的 30% ~ 65%范围内”和 “差压值应在满量程的 10% ~ 90% 范围内”不符,申明温度和差压丈量仪表选型不切确或操纵不妥。

       斟酌到温度对自然气流量计量的影响较小,且推销和改换温度变送器较为简略快速,供气方把处置题目的落脚点肯定在批准差压丈量上。差压变送器经检定及格,申明仪表自身不存在题目,阐发是因为规范孔板巨细选型不妥,形成 “大马拉小车”致使差压丈量值偏小,流量计操纵在丈量范围的上限值以下区间。须要颠末设想计较,挑选适合开孔孔径的规范孔板,顺应现实的自然气流质变更范围。 

2. 2 题目的处置

       切确查 找 到 问 题 的 原 因 之 后,供 气 方 借 助TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件设想计较适合孔径的规范孔板,现场计量工艺前提以下。

     (1) 丈量管内径: D = 199. 113 mm,20 号钢的新无缝钢管。 

       ( 2) 气 体 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) 气流经常利用温度: t = 5. 6 ℃。 

       ( 4) 气流经常利用表静压: p1 = 3. 355 MPa。 

       ( 5) 本地经常利用大气压: Pa = 0. 090 3 MPa。 

       ( 6) 节省装配要适合 GB /T 21446—2008 规范相干手艺划定,法兰取压。 

       ( 7 ) 温度丈量体系不确 定度小于或即是0. 2% ,丈量范围 0 ~ 100℃ ; 压力丈量体系不肯定度小于或即是 0. 25% ,丈量范围 0 ~ 5. 5MPa; 差压丈量体系不肯定度小于或即是 0. 25% ,丈量范围 0 ~ 60 000 Pa。

       ( 8 ) 天 然 气 组 分 ( 摩 尔 分 数% ) : 甲 烷89. 461; 乙烷6. 22; 丙烷1. 29; 丁烷0. 279; 异丁烷 0. 250; 戊 烷 0. 054; 异 戊 烷 0. 079; 己 烷+ 0. 028; 氮气 2. 25; 二氧化碳 0. 089。

       专业软件计较出的现场计量工艺前提下的适合规范孔板开孔孔径值为 ( 44. 787 ± 0. 022) mm。供气方根据 d20 = ( 44. 787 ± 0. 022) mm 的尺寸向孔板节省装配厂家订购了新的规范孔板,送中国测试手艺研讨院检定后,实测 d20 = 44. 841 mm。将新的规范孔板装入孔板节省装配,刹时流量立即有了较大的变更。孔板计量体系在改换规范孔板前后的对比方表 1 所示。

供气计量体系改换规范孔板前后对比

       完整根据供气孔板计量体系的现有工艺和仪表参数,再次操纵 TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件计较差压满量程 10% ~ 90% 范围内的流量点,证实自然气在规范参比前提下体积流量丈量不肯定度均小于 1. 0% ,知足GB /T 18603 《自然气计量体系手艺请求》[4]规范划定的一级 B ( 2. 0) 计量体系切确度请求。计较成果如表 2 所示。

改换孔板后计量体系流量丈量不肯定度

       从表 2 数据能够看出,在差压变送器满量程0 ~ 60 kPa 的 10% ~ 90% 区间范围内,规范孔板计量体系的流量丈量不肯定度均知足规范请求且跟着差压的增大,丈量不肯定度在减小。

2. 3 差别量的处置

       斟酌到为化工企业供气,供气流量固然较不变,但刹时流量仍是有必然水平的变更,接纳规范孔板改换前后一周内的日供宇量数据加和计较供气计量偏差,对改换规范孔板前存在题目的计量数据停止批改。计量绝对偏差为 7. 975% ,改换孔板前后日累量如表 3 所示。

改换规范孔板前后供宇量

       根据 7. 975% 的偏差数据对改换规范孔板前存在题目的供宇量停止批改,根据公允公道准绳对多计量的宇量予以核减,核减后的商业交代宇量与用户化工场入厂对接计量宇量很是靠近,计量贰言消弭。

       笔者在屡次展开规范孔板计量体系自然气流量计量核对的办理理论进程中,发明孔板流量丈量算法法式不适合 GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》规范划定的环境较多。良多用户在商业交代计量体系中也未设置装备摆设流量计较机,孔板流量算法法式内置在上位机 PLC、RTU 或 DCS 中,算法法式也不规范。中国煤油 《油气储运名目设想划定》输气管道自然气计量体系通用手艺规格书请求 “流量计较机应为公用产物,不接管接纳通用 RTU、PLC 停止计较的产物。流量计较机需取得 OIML、PTB、NEL 或 API 商业计量认证”。在油气田的中间进程计量中,规范孔板计量体系遍及不会设置装备摆设公用流量计较机,孔板算法法式很大略,固然各项仪表检测成果切确,但流量计量成果经常都是不切确的,须要设置装备摆设适合规范的孔板流量计较转换单位。 

3 结语

       ( 1) 对比 GB /T 21446 《用规范孔板流量计丈量自然气流量》规范的 3 类算例,考证 TRQ-2004- 02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件算法法式适合规范请求,具备很高的切确度,可用于规范孔板计量体系的设想和办理。 

       ( 2) 借助 TRQ-2004-02 自然气流量丈量规范孔板设想及办理软件对用户提出贰言的规范孔板计量体系查找存在的题目,设想计较适合尺寸的规范孔板,对计量体系停止整改,整改后经考证适合规范请求,遵照比对偏差对不切确的交代宇量停止批改,消弭了计量贰言。 

       ( 3) 规范孔板计量体系存在题目多集合在孔板开孔孔径巨细不适合,在流量计较关键的算法法式也经常不适合规范划定。很有须要在规范孔板自然气商业交代计量体系中设置装备摆设公用流量计较机,在进程计量体系中接纳流量计较转换单位予以规范。

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