天然氣流量計(jì)量及儀表選型
FG---相對(duì)密度系數(shù),,Gr?yàn)檎鎸?shí)相對(duì)密度;
P1---孔板上游側(cè)取壓孔氣流絕對(duì)靜壓,MPa;
△P---氣流流經(jīng)孔板時(shí)產(chǎn)生的差壓,Pa;
ε---可膨脹系數(shù),ε=1-(0.41+0.35β4),k為等熵指數(shù);
Fz---超壓縮因子,zn和z1分別為標(biāo)態(tài)下和流態(tài)下的壓縮系數(shù);
FT---流動(dòng)溫度系數(shù), 式中C、ε、λd、Gr、FG、FT、Fz、z1等參數(shù)均是對(duì)實(shí)際工況轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的修正系數(shù),其具體數(shù)據(jù)可查該標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)附錄表。
(3)天然氣用標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量的流量積算
a)用雙波紋管差壓流量計(jì)積算
雙波紋管差壓流量計(jì)由測(cè)量孔板(差壓、靜壓)和顯示部分及附件求積儀組合而成,用100%圓圖刻度記錄紙(即開(kāi)方卡片)來(lái)記錄孔板的差壓△P和靜壓P1,由求積儀算出當(dāng)日流量,按(6)式,可得其實(shí)用公式: 取
X104
式中:Pmax(MPa)、△Pmax(Pa)分別為儀表靜壓、差壓的上限值,XP、X△P分別為開(kāi)方卡片記錄的實(shí)際靜壓、差壓的平均格數(shù)。對(duì)于一臺(tái)確定的計(jì)量裝置,當(dāng)天然氣成分一定時(shí),d、Pmax、△Pmax、Gr可視為常數(shù);當(dāng)β值(即d、D值一定時(shí))一定的節(jié)流件在雷諾數(shù)較高的區(qū)域內(nèi)使用時(shí),C可視為常數(shù);對(duì)于特定環(huán)境下,F(xiàn)z(=1/z)值基本可視為常數(shù)(供氣壓力低于0.5MPa時(shí),可取z約為1);當(dāng)用壓力比較穩(wěn)定,氣量變化不很大時(shí),則ε也可視為常數(shù),由此K雙在特定的情況下為常數(shù)。則: 根據(jù)此公式,可人工積算出一天的用氣量。
雙波紋差壓計(jì)由于性能穩(wěn)定性好,經(jīng)濟(jì)投入不大,常用于中、高壓,大中流量的工業(yè)管線和總計(jì)量以及臨時(shí)計(jì)量中,但因人工積算不便且積算精確受人為因素影響,現(xiàn)逐漸被較先進(jìn)的儀表取代。
b)微機(jī)流量計(jì)量裝置
微機(jī)流量計(jì)量裝置由孔板(或其它一次流量?jī)x表和渦輪、漩渦等)、差壓和壓力變送器(或渦輪、漩渦變送器等)、溫度變送器和工控式微處理器及其相應(yīng)配套設(shè)施,將孔板的差壓、壓力、溫度信號(hào)由變送器轉(zhuǎn)換成模擬量4~20mA,經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器傳送到已事先輸入并嚴(yán)格按(6)式(或其它流量?jī)x表變送器相應(yīng)的計(jì)算公式)程序設(shè)計(jì)軟件的微處理器內(nèi),從而通過(guò)顯示器獲得氣體的流量;它可實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采樣(每二秒一次或幾秒一次),比人工每小時(shí)采樣精確很多,并可安裝多套計(jì)量管線和多種流量?jī)x表的信號(hào),同時(shí)記錄、運(yùn)算和顯示。其原理圖如圖1所示。 可接收來(lái)自孔板經(jīng)壓力、差壓、溫度變送器產(chǎn)生的4~20mA(或1~5V)模擬量信號(hào)(以及來(lái)自渦輪、漩渦等流量計(jì)的脈沖信號(hào),頻率量范圍為0~5000Hz幅值12V)??稍O(shè)計(jì)出顯示瞬時(shí)流量、時(shí)和日月累計(jì)流量、差壓和壓力、溫度及其上下限、密度、報(bào)警、記錄參數(shù)更改的內(nèi)容、時(shí)間以及壓力、差壓、流量曲線等多項(xiàng)功能。
3膜式煤氣表和腰輪流量計(jì)
此兩種儀表屬于容積式流量?jī)x表。其特點(diǎn)具有測(cè)量準(zhǔn)確度高,量程比寬,被測(cè)氣體的密度和粘度的變化對(duì)儀表示值和準(zhǔn)確度影響小,對(duì)儀表前后直管段要求不高,但儀表傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜,制造要求高,關(guān)鍵件易磨損。腰輪流量計(jì)需定期清洗和添加、更換潤(rùn)滑油。
膜式煤氣表工作原理:在儀表進(jìn)出口的壓差作用下,氣體通過(guò)滑閥和分配室,使兩個(gè)計(jì)量室的隔膜形成交替進(jìn)排氣的往復(fù)運(yùn)動(dòng);各自往復(fù)進(jìn)排氣一次巡回體積為一額定值即一回轉(zhuǎn)體積量(V1);與此同時(shí)連接于隔膜主軸上的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),將隔膜一回轉(zhuǎn)的次數(shù)連續(xù)輸入到計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu),進(jìn)行流量累計(jì),從而顯示出氣體流出的總量。如圖2所示。 腰輪流量計(jì)又稱羅茨或轉(zhuǎn)動(dòng)流量計(jì),當(dāng)氣體由進(jìn)口流入,在進(jìn)出口壓差作用下,處于圖3a位置時(shí),腰輪A上的合成力矩不平衡,故腰輪A不能轉(zhuǎn)動(dòng)。而腰輪B上的合成力矩不平衡,故腰輪B按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)把計(jì)量室內(nèi)的氣體排向出口,與此同時(shí)腰輪B轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)了腰輪A轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪,使腰輪A按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),逐漸由圖3b位置到達(dá)圖3c位置,同樣通過(guò)兩腰輪上所受力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程則形成圖3d位置,兩腰輪如此主從交替轉(zhuǎn)動(dòng),腰輪旋轉(zhuǎn)一周就有四個(gè)如圖中陰影部分容積的氣體排出,通過(guò)腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)和齒輪減速系統(tǒng),輸入到指示機(jī)械從而顯示出氣體的總流量。如圖3所示。 膜式煤氣表大量用于居民用氣,腰輪流量計(jì)常用于中壓用戶。兩種儀表一般未帶溫度壓力補(bǔ)償裝置,故需采取如前“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)”中所述三種修正方式之一進(jìn)行補(bǔ)償修正。當(dāng)采用電子修正積算器時(shí),需加裝溫度、壓力、示值傳感器,一是可在儀表出廠前預(yù)留信號(hào)管(壓力、溫度)和示值傳感器;另外可在儀表現(xiàn)場(chǎng)天然氣輸配管線上引出壓力、溫度信號(hào)管并配相應(yīng)傳感器和示值傳感器。
兩種儀表可通過(guò)加裝示值傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,從而實(shí)現(xiàn)微機(jī)數(shù)據(jù)集中管理。
4氣體渦輪流量計(jì)、卡門渦街流量計(jì)和旋進(jìn)漩渦流量計(jì)
三種儀表均屬速度式流量計(jì)。氣體渦輪流量計(jì)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、量程比較寬、反應(yīng)迅速、壓損小,但安裝使用(表前需安過(guò)濾器和整流器)和軸承耐磨性的要求較高;漩渦流量計(jì)是儀表內(nèi)部無(wú)活動(dòng)機(jī)件、壽命長(zhǎng)、準(zhǔn)確度高、量程比寬,但流速分布情況和脈動(dòng)流、振動(dòng)對(duì)測(cè)量有不同程度影響。
氣體渦輪流量計(jì)工作原理:當(dāng)被氣體流經(jīng)渦輪體時(shí),氣體推動(dòng)帶有螺旋形導(dǎo)磁葉片的葉輪旋轉(zhuǎn),當(dāng)由鐵磁材料制成的葉片旋經(jīng)固定在殼體上的磁感應(yīng)或信號(hào)檢出器中的磁鋼時(shí),引起磁路中磁阻的周期性變化,并在感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生近似正弦波的電脈沖信號(hào),在渦輪儀表規(guī)定的流量范圍內(nèi),脈沖信號(hào)的頻率f(Hz)與流速即流量成正比,將此脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)積算顯示部分運(yùn)算、處理可顯示出流量,如圖4所示。
卡門渦街流量計(jì)工作原理:在流體管道內(nèi)插入一根非線型的柱狀物(圓柱或三角柱),當(dāng)氣體流經(jīng)并達(dá)到一定雷諾數(shù)范圍內(nèi),柱狀物的下游即產(chǎn)生兩列不對(duì)稱而有規(guī)律的交替漩渦,漩渦的頻率f(Hz)與流速即流量成正比,通過(guò)檢出器、放大和轉(zhuǎn)換器,可獲得流體的流量。如圖5所示。 孔板流量計(jì)相關(guān)文章:孔板流量計(jì)原理 熱式質(zhì)量流量計(jì)相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計(jì)原理 流量計(jì)相關(guān)文章:流量計(jì)原理
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