ZNLG孔板流量计在中石油天然气计量中的应用情况分析了误差产生的原因并给出了解决办法.
2023年03月03日 15:07:57
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LG孔板流量计在中石油天然气计量中的应用情况分析了误差产生的原因并给出了解决办法. 目前,中石油宁夏化工厂天然气流量计量采用的就是ZNLG孔板流量计.1996年我国制定了天然气行业标准《天然气流量的标准孔板计量方法》(SY/6143-1996),规定了标准孔板的结构形式、技术要求、节流装置的取压方式、使用方法以及给出了流量计算及其不确定度等方面的资料,为天然气流量计量提供了标准依据.中石油宁夏化工厂天然气计量现状准确计量天然气流量不仅关系到供需双方进行公平贸易结算,又是关系到中石油宁夏化工厂进行经济分析、降低运行成本的关键一环,直接影响着本企业的效益,因此天然气计量备受公司重视. 目前流量计量仪表种类多,计算模型各具特色,如标准ZNLG孔板流量计、ZNGB涡街流量计、ZNLUXB漩涡流量计、超声流量计等等.其中ZNLG孔板流量计的主要特点为结构易于复制、简单牢固、性能稳定可靠、使用期限长、价格低廉等,整套流量计由节流装置、差压变送器和流量显示仪(或流量计算机)组成.由于借助于国际上长期的试验研究及实践经验总结,ZNLG孔板流量计早在20世纪30年代开始实行仪表干校,从而获得了广泛应用,现已成为最主要的天然气流量计(据估计,国外约占60%,国内占90%以上). 中石油宁夏化工厂第二套化肥生产装置是以陕甘宁盆地的天然气为原料、年产30万吨合成氨、52万吨尿素的化肥生产装置,套化肥生产装置也已于2003年10月份实施改造,由过去以渣油为主要原料改造成以天然气为主要原料,改造后每天消耗天然气约180多万立方米. 孔板计量原理见图1. 如图1所示,流体流经内径为D、截面为F1的圆形管道,节流元件开孔直径为d,截面积为F0,流束收缩到截面积较小处Ⅱ的截面积为F2,在I截面处流速为V1,在Ⅱ截面处流速为V2.现假设: (1)流体为稳定流动;流体流经I、Ⅱ处密度不变,为常数ρ,且没有粘度; (2)节流元件上、下游管段在同一水平面上. (3)管道内壁对流体没有摩擦阻力,且流体流经孔板时为绝热过程,与外界不进行热交换,没有能量损失; 得到恒密度流体的理论流量方程式(公式推导从略): 这样便得到真实流量方程式: 对于气体流(或蒸气)要引入膨胀系数ε修正密度引起的偏差,得到气体流量方程式: (1) 流量方程式中被称为渐近速度系数,用符号E表示,流出系数C与之合并,定义为流量系数,用符号α示,即α=CE 式(1)改写成:式中:△P-Ⅰ、Ⅱ处流体的静压差; β -直径比,即d/D; 在实际测量中,只有当推导理论方程式的全部假设条件成立时,才能用理论流量方程,这实际上是不可能的.因此引入流出系数C: C=真实流量/理论流量 使用方程式(1)计算出的是工作状态下的体积流量.因为气体可压缩,体积流量随压力、温度不同而其数值各异.只有在确定的状态下,体积流量才具有确切的量值,才便于比较气体体积流量的大小.我国在天然气计量中选取的这个确定的状态,亦即标准状态为1个标准物理大气压力(0.101325NPa),20℃(293.15K).推导实用流量方程,就是将式(1)算出的工作状态下的体积流量换算成标准状态下的体积流量Qn(公式推导从略),这就是天然气孔板流量实用方程: (2) 式中:Pn、Tn、Zn— 分别表示在标准状态下气体的压力、温度、压缩系数; T1、Z1— 分别表示在工作状态下孔板上游气体的温度、压缩系数; R — 气体常数,其值为8.31441×103J/(KgmolK); Mk — 千空气相对分子质量,其值为28.96413; Zkn— 空气在标准状况下的压缩系数,其值为0.99963; Gr — 气体真实相对密度,Gr=MZkn/MkZn(M—天然气相对分子质量); 令 式中:Qn— 标准状态下的体积流量(m3/d); Ad— 日流量系数; Fz— 天然气的超压缩系数; 为了减小与供气方在气量计量上的误差,确保中石油宁夏化工厂经济效益,公司投资50万元,由同一家设计院设计,使中石油宁夏化工厂天然气计量系统在计量手段、计量原理、计量方法上等与供气方基本一致,为切实保证公司大宗原料计量数据准确,提供了有力保障.推荐产品.电磁流量计,压力变送器,新型靶式流量计,超声波流量计,涡街流量计,涡轮流量计,热电偶
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