2.1孔板流量計的工作原理
標準孔板流量計是典型的差壓式流量計。流體流經(jīng)孔板流量計時,流束在孔板處形成收縮使流束的面積變小,流束的流速增加靜壓力降低,在孔板前后產(chǎn)生差壓。流體的速度越大,產(chǎn)生的差壓也越大,所以可通過測量差壓來計算出天然氣流過孔板流量計的流量大小。這種測量流量的方法是以能量守恒定律和流動連續(xù)性方程為基礎的。節(jié)流件前后的壓差信號如與流量2有如下的關系:流量2與差壓JP的開平方成正比例關系,因此,流量0是流體流經(jīng)孔板后檢測出產(chǎn)生的壓差信號間接地測出,這就是孔板流量計的測量原理。
2.2孔板流量計的組成
天然氣流量計量系統(tǒng)是由天然氣計量用的流量計(或裝置)本體、二次儀表(或檢測補償計算裝置)以及天然氣組分分析系統(tǒng)構成,該系統(tǒng)具備測量、計算、分析和積算設備組成的完整體系1"】。其中,最常用的流量計是孔板流量計(或稱標準孔板流量計)和容積式流量計。目前已有一體化孔板流量計,讓高級孔板閥、溫度變送器、差壓變送器、壓力變送器及流量積算儀配合用于流量計量。與原有流量計算機模式相比較,不需要在輸配氣站場安裝流量計算機,而是將積算儀與相關變送器整合在一起,現(xiàn)場安裝。為了確保流量測量的準確度,保證流體的流動情況能夠達到速度分布充分發(fā)展,國家相關標準或行業(yè)規(guī)范都規(guī)定了孔板流量計前后直管段的要求。
(1)孔板節(jié)流裝置
孔板、孔板夾持器及上下游測量管組成了孔板節(jié)流裝置。孔板被稱為一次元件,是產(chǎn)生差壓的重要元件。必須按規(guī)定的要求加工出孔板汗孔。孔板是安裝在孔板夾持器上的,且取壓孔也是在孔板夾持器上鉆出,并安裝存差伍信號引管。上下游測量管是指上游靠近孔板10D和下游4D直管段這一管段。它的組成如圖2-1所示。應當特別注意,測量管只是孔板上下游所要求的直管段的一部分,在孔板流量計選型設計、安裝檢驗、使用維修中,第一要按照國家標準所要求的孔板上下游直管段長度配足其余部分。
在孔板流量計出廠時還應有一段引壓管、直通式截止閥及連接上下游測量管的法蘭來確保孔板節(jié)流裝置的安裝。這樣保證差壓信號正確、準確傳遞使之符合安裝標準以及用戶方便。
(2)二次測量儀表
二次測量儀表是孔板流量計的基本部分。它主要負責測量出氣流溫度、靜壓和差壓等其它使天然氣流量準確測量的基本參數(shù)。天然氣成分分析儀表、密度測量儀表、溫度測量儀表、靜壓測量儀表和差壓測量儀表等是最基本的二次測量儀表。
(3)信號引線
信號引線是用來連接孔板流量計的一次裝置和二次測量儀表的。信號引線有兩種:一種是傳遞電信號傳輸線的控制電纜;另一種是傳遞壓力信號而被作為引壓管線的無縫鋼管。
①電信號引線
流量測量系統(tǒng)中大量使用電子設備和儀器儀表,這是為了實現(xiàn)天然氣流量計量準確度較高的要求和滿足計量技術的發(fā)展。電信號引線可使用任何準確、正確傳送電信號的電纜或電線,但銅芯線是最合適的。
②引壓管線
常用的引壓管線有DN18或DN14無縫鋼管,而不繡鋼無縫管是理想的引壓管線。為了及時響應靜壓及差壓的波動和減少泄漏的可能性,引壓管線應盡可能短。為確保一次裝置所產(chǎn)生的測量信號準確、正確地傳遞和有利于排除引壓管線內(nèi)的析出物,引壓管線的設計選型、安裝敷設都應十分注意。
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