流量仪表资料

介质物性对孔板流量计不确定度影响

2020年03月22日

介质物性对孔板流量计不确定度影响

(1)标准中要求流经天然气的流体为气流必须是单相的牛顿流体。若气体含有质量分数不超过2%的固体或液体微粒,且呈均匀分散状态,也可被认为是单相的牛顿流体。

在实际使用中,从井口到计量管线的过程中,天然气通常携带一定量的水、脱水剂和凝结液。这些液体来自分离效果差的分离器和负荷大的脱水单元,当流动温度和压力变化时，气体中的重烃组分也会凝析出来。

美国雪佛龙公司和科罗拉多工程实验站分别对此进行了研究,实验为将经过标准涡轮流量计计量的天然气在通过注水管注水后用孔板流量计进行计量。其结论为:①用孔板流量计测量气体流量,当气体中夹带少量液体时,流量测量不确定度偏高,测量的湿气流量随β的增加而减少,在β比为0.7时，测得的流量偏差为一1.7%;②当夹带少量液体时,在β比为0.5时表明孔板性能较好，但是应将夹带液体在孔板上游脱出,以获得最佳的计量性能;③用旧的孔板流量计测量湿气,流量计量值将降低3%。

这项研究结果说明,天然气在进人计量装置以前，如果要获得非常好的计量性能,应完全脱除天然气中所含的水分,对于日处理气量近百万立方米的集气站,这一点非常重要。

(2)孔板流量计可膨胀系数(ε)

ε = 1-(0.41十0.35β4)△p/10^6 p1k

式中:c表示等熵指数。

可膨胀系数的百分误差为:(土4△p/p1)%。由于误差系数的影响,如被测系统压力低到4△p/p1可以和β比较,被测系统压力将直接影响到测试准确度。当被测系统压力为高压系统时，可以忽略该项误差。目前在天然气计量中差压一般在500~ 50000Pa范围内,静压在1~10 MPa范围内。因此ε的误差最小为士0.0002%,最大为士0.2%(甚至会更大)。

(3)天然气相对密度的影响

密度参数是天然气流量计测量中极为重要的物性参.数,密度测量的不确定度对整个测量系统的不确定度有着很大影响,目前国内普遍采用测量气流压力、气流温度和定时取样得到气流全组分,由于压力温度的波动,天然气的相对密度并不是一个固定值。

密度不确定度估算公式为:

根据计量条件估算密度带来的不确定度:当仪表精度较低且运行在下限时，不确定度为士1.818%;反之不确定度则在士0.793%,由此可见密度在流量测量中至关重要。所以为了准确进行天然气计量,选用在线气相色谱仪进行组分在线分析是十分必要的。长庆气田在向北京、陕西、宁夏以及西气东输供气的外贸计量装置上均采用了在线色谱,平均5 min采样分析一次,能够及时检测到组分的变化情况,提高了计量精度。