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智能旋进旋涡流量计计量天然气误差分析

2019-08-20    

  智能旋进旋涡流量计是集流量、温度、压力检测功能于一体的新一代流量计,能自动跟踪修正被测气体的温度、压力和压缩因子,直接检测气体的标准体积流量和总量。因为其无机械转动部件,可靠性高,稳定性好,维护量少,在华北油田公司第四采油厂生产现场得到了广泛应用。但由于计量仪表的误差,运行工况的变化以及其他因素带来的误差,降低了智能旋进旋涡流量计的计量精度。因此,找出引起流量计误差的因素,提出改进措施,对于提高天然气的计量精度具有重要意义。
一、智能旋进旋涡流量计工作原理
智能旋进旋涡流量计属于速度式测量仪表,进入流量计的流体通过旋涡发生器产生旋涡流,旋涡流在文丘里管中旋进,到达收缩段突然节流使旋涡流加速。当旋涡流进入扩散段后,因回流的作用强迫进入旋进式二次旋转,旋涡流的频率与介质速度成正比并且为线性关系,由压力传感器检测,检测的微弱电信号经处理可转换为流量信号。
二、引起误差的主要因素
流量计产生误差的因素,计量仪表引起的误差(流量范围、压力变化、直管段因素),使用条件变化引起的误差(机械振动、介质中含有杂质、电磁干扰)等,因此在使用智能旋进旋涡流量计的过程中,必须考虑到这些因素是否会影响到流量计的正常工作。
1、计量仪表误差
(1)流量范围
每个规格的流量计均有其流量范围,当介质流量低于流量下限时,如果介质流速过低,无法检测流速,将无法保证精度;而当流量高于流量上限时,TDS旋进式流量计的压力损失过大,会产生丢脉冲、漏计等现象,无法保证流量计的精度。
另外,由于油田开发的特殊性,一般在开发初期,气量比较大,到开发后期,气量不断减少,因此流量计的量程比是一个关键的因素。在流量计选型时,必须以工作流量处于流量计所能覆盖的流量范围内为原则。TDS旋进式流量计的量程比一般在15∶1左右,超出量程的上限或下限,均会出现较大的计量误差。
(2)压力
此外,压力损失大是旋进式流量计的一个缺陷,经过不断改进,已使压力损失得到了有效控制,但与涡轮流量计等相比还有差距。因此,当有压力损失要求时,若选择TDS系列流量计,应考虑此因素。
(3)直管段
从智能旋进旋涡流量计的计量原理可知,流体介质的流动状态对测量结果有较大的影响,故在流量计的前后部位,应有足够长的直管段以保证介质的稳定流动。
一般地,表前直管段不小于5D,表后直管段不小于1D。如果受空间限制,例如表前无节流件时,表前直管段可放宽至不小于3D。但表前有节流件时,必须满足表前直管段不小于5D。
表前为扩大段,直管段不大于3D时,精度基本不受影响;表前有节流件而直管段不大于5D时,误差一般不大于3%~5%。
2、工况变化误差
该误差主要是由脉动流现象和超量程、流程频繁波动引起的。管道中气体流速和压力发生突然变化,造成脉动流,引起差压波动,当节流装置出现明显的脉动流时,计量可能产生较大误差。有关文献指出,脉动流引起的误差*大可达20%~30%。当前,脉动的主要来源为输气干线。
(1)机械振动
管道的强烈机械振动会对流量计产生影响,TDS系列流量计的抗机械振动能力虽然明显优于LUXZ,但在有强烈机械震动的场合,TDS系列流量计的*度可能会降低。
(2)气体杂质
气体分离不彻底,气质含有较大颗粒或有较长纤维杂物时会堵塞流量计,影响流量计传感器对涡流旋转频率的测量,使流量计的精度下降;另外,分离不彻底的天然气气质中含有液体,会腐蚀流量计的各个连接部位和传感器(经化验,华北油田采油四厂域内部分井站的气体含有H2S),连接部位使用的密封垫片腐蚀后会造成流量计的局部渗漏,影响了流量计的*计量。
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