輸差的控制離不開流量計(jì)精確的計(jì)量。計(jì)量裝置引起的輸差問題相比于漏氣、竊氣等更不易察覺;但由于計(jì)量系統(tǒng)出 現(xiàn)故障造成的計(jì)量誤差,其引起輸差的可能性遠(yuǎn)大于管道漏氣、竊氣。而且計(jì)量系統(tǒng)容易及時(shí)處理、巡線,能有效察覺儀表 故障。應(yīng)考慮提高流量計(jì)的準(zhǔn)確性作為控制輸差的首要措施。分析流量計(jì)計(jì)量精度的影響因素,客觀公正且準(zhǔn)確地對天然氣 進(jìn)行計(jì)量,降低輸差率,已經(jīng)成為天然氣生產(chǎn)科研工作、經(jīng)營管理中的一項(xiàng)重要工作。
1.國內(nèi)現(xiàn)狀
我國在年開始試驗(yàn)研宄孔板等節(jié)流裝置,主要包括:流 出系數(shù)的驗(yàn)證試驗(yàn),節(jié)流裝置的安裝和結(jié)構(gòu)試驗(yàn),試驗(yàn)用的 標(biāo)準(zhǔn)流量裝置和差壓測量裝置及試驗(yàn)方法等。目前,國內(nèi)一 些單位也開始圍繞孔板類節(jié)流元件的流場問題進(jìn)行數(shù)值模 擬研宄在采用數(shù)值模擬的相關(guān)應(yīng)用方面,國內(nèi)目前鮮有利用 技術(shù)模擬孔板流量計(jì)的內(nèi)部流場定量分析孔板的自身結(jié)構(gòu) 影響計(jì)量精度。大多數(shù)成果是在參考國外實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ) 上,定性分析這些影響因素。
陳家慶等人曾將數(shù)值模擬應(yīng)用到在標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)中, 建立三維孔板流量計(jì)模型,以水為介質(zhì),通過流場分析了流 出系數(shù)隨流量變化的情況,然后再同經(jīng)驗(yàn)公式得出的流出系 數(shù)值進(jìn)行比較,得到流量計(jì)量精度影響流量變化的程度。李 振林的《整流器對天然氣管道內(nèi)計(jì)量段流動(dòng)影響的數(shù)值模 擬》和張永學(xué)的《帶匯管的天然氣管路對流量計(jì)量性能的影 響研宄》研宄了不同管路內(nèi)部流場對計(jì)量段的影響,給出了 在保證流量計(jì)計(jì)量精度的情況下上游直管段的安裝長度。張 樹華在文章《標(biāo)準(zhǔn)孔板流量測量現(xiàn)場實(shí)施方案及流量計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)基本技術(shù)要求》中探討了數(shù)值模擬的應(yīng)用,通過研宄微 型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件的要求并分析標(biāo)準(zhǔn)孔板流量測量現(xiàn) 場實(shí)施方案,以此保證了計(jì)量的準(zhǔn)確性。
同國外大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和大量數(shù)值模擬孔板節(jié)流流場的 研宄相比,國內(nèi)關(guān)于孔板流量計(jì)流場及計(jì)量精度影響因素的 研宄較少,或直接引用國外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析結(jié)論,大多是對 孔板流量計(jì)的影響因素作一個(gè)定性分析,對孔板流量計(jì)計(jì)量 精度影響因素分析缺乏定量的研宄數(shù)據(jù)。本文將定量研宄孔 板流量計(jì)前阻流件和孔板的自身結(jié)構(gòu)等因素對計(jì)量準(zhǔn)確性 的影響。
2.國外現(xiàn)狀
美國在年開始采用孔板流量計(jì)進(jìn)行天然氣流量的測量。 托馬斯韋默思于年(在會(huì)報(bào)上發(fā)表了天然氣測量用法蘭取壓 法的孔板流量計(jì)的論文。年后關(guān)于用孔板測量空氣、水、天 然氣及蒸汽等的論文陸續(xù)發(fā)表年為系統(tǒng)地研宄天然氣用孔 板流量計(jì)測量,美國天然氣協(xié)會(huì)成立了氣體測量委員會(huì)。普 遍應(yīng)用的節(jié)流裝置(孔板和噴嘴)在上世紀(jì)年代實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
為實(shí)現(xiàn)節(jié)流裝置的標(biāo)準(zhǔn)化,國際流量界在世紀(jì)至年代之 間,組織大批研宄人員對計(jì)量相關(guān)的課題展開了研宄。美國 號(hào)報(bào)告羅列出了項(xiàng)專題研宄,節(jié)流設(shè)備制造、安裝和使用各 個(gè)環(huán)節(jié)都開展深入的試驗(yàn)研宄,主要涉及了影響孔板幾何形 狀,安裝偏心度及變形與尺寸及表面狀況等因素。除了空氣、 天然氣、水等試驗(yàn)介質(zhì)外,油、蒸汽等也被列入試驗(yàn)。
歐美等在上世紀(jì)、年代開展了大規(guī)??装辶髁坑?jì)試驗(yàn), EEC實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和API實(shí)驗(yàn)計(jì)劃較為著名。這些實(shí)驗(yàn)奠定了孔 板流出系數(shù)公式的基礎(chǔ),也是修正孔板流出因素的數(shù)據(jù)庫 的。現(xiàn)場試驗(yàn)研宄的力度在這個(gè)年代逐步加強(qiáng),且儀表與流 量測量技術(shù)隨著電子、制造及計(jì)算機(jī)技術(shù)地不斷提高得以迅 猛發(fā)展,關(guān)于節(jié)流裝置的試驗(yàn)的研宄也在不斷發(fā)展的計(jì)算流 體力學(xué)理論和精度益提高的測試設(shè)備推動(dòng)下不斷地深入,并 能從微觀上把握。非定常流干擾和非充分發(fā)展管流干擾這些 過去難以破解的領(lǐng)域也開始取得進(jìn)展。