在天然氣生產(chǎn)過(guò)程中,天然氣流量是操作、調(diào)節(jié)、控制的一個(gè)重要參數(shù)。也是合理開(kāi)發(fā)氣藏、輸送天然氣、貿(mào)易的一個(gè)重要依據(jù)。因此,測(cè)算天然氣流量是天然氣采輸過(guò)程中經(jīng)常要進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作。天然氣流量計(jì)產(chǎn)品主要有:氣體羅茨流量計(jì)(腰輪流量計(jì))、氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、氣體超聲波流量計(jì)、天然氣渦街流量計(jì)等。
(1)氣體羅茨流量計(jì)
工作原理:當(dāng)有流體通過(guò)流量計(jì)時(shí),在流量計(jì)進(jìn)出口流體差壓的作用下.兩腰輪將按正方向旋轉(zhuǎn)。計(jì)量室內(nèi)液體不斷流進(jìn)流出,只需要知道計(jì)量室體積和腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)就可以計(jì)算出流體流量。所以氣體腰輪流量計(jì)是一種容積式流量計(jì),其主要特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)就是精度高,壓損小。
在天然氣貿(mào)易結(jié)算中,容積式流量計(jì)具有先天性的優(yōu)勢(shì),它無(wú)需前后直管段,還具有高精度和高可靠性,物理計(jì)量上的恒久可靠性。
該儀表是餐飲、賓館等行業(yè)的燃?xì)馍虡I(yè)核算,輸配管網(wǎng)燃?xì)庥?jì)量,燃?xì)庹{(diào)壓站計(jì)量,工業(yè)和民用鍋爐等燃?xì)庥?jì)量等經(jīng)常涉及到的儀表。
(2)氣體渦輪流量計(jì)
工作原理:在一定的流量范圍內(nèi),渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比。流體流動(dòng)帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖,用二次表顯示出數(shù)據(jù),反應(yīng)流體流速。
氣體渦輪流量計(jì)壓力損失較小,能適合于低壓輸送場(chǎng)合的燃?xì)庥?jì)量。計(jì)重復(fù)性好,是貿(mào)易結(jié)算中優(yōu)先選用的流量計(jì)。
氣體渦輪流量計(jì)適用于天然氣、空氣、氮?dú)獾鹊土魉贇怏w的計(jì)量。目前,國(guó)內(nèi)用于燃?xì)鉁y(cè)量的流量?jī)x表中,氣體渦輪流量計(jì)占主導(dǎo)地位。
(3)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)
工作原理是:進(jìn)入氣體旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的氣體,首先通過(guò)螺旋起旋器后被強(qiáng)迫旋轉(zhuǎn)加速,形成漩渦,漩渦的中心為渦核。被加速的漩渦進(jìn)入擴(kuò)大段后急劇減速,壓力上升產(chǎn)生回流,在回流的作用下,渦核就圍繞流量計(jì)的軸心線作螺旋進(jìn)動(dòng)。通過(guò)敏感元件感應(yīng)的方法測(cè)量出漩渦進(jìn)動(dòng)頻率f,就可推導(dǎo)出流量Q。
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)是目前國(guó)內(nèi)一些小型天然氣配氣站優(yōu)選的流量計(jì)產(chǎn)品,其具有工作溫度范圍寬;范圍度大;雷諾數(shù)在一定范圍內(nèi),不受流體溫度、壓力、密度和黏度影響;適用性強(qiáng),除含有較大顆?;蜉^長(zhǎng)纖維雜質(zhì)外,一般不需裝過(guò)濾器;對(duì)上下游直管段要求較低,取上游4D和下游2D直管段即可;輸出頻率同體積流量成線性關(guān)系。
其不足之處是壓損較大,其次,旋進(jìn)旋渦流量計(jì)屬流體振動(dòng)式流量計(jì),對(duì)于管道振動(dòng)和電磁干擾較敏感,所以只能在振動(dòng)較小、無(wú)電磁干擾的環(huán)境中使用。
(4)氣體超聲波流量計(jì)
工作原理:超聲波流量計(jì)通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲波產(chǎn)生的影響來(lái)對(duì)液體流量進(jìn)行測(cè)量,其利用的是“時(shí)差法”。首先,使用探頭1發(fā)射信號(hào),信號(hào)穿過(guò)管壁1、流體、管壁2后被另一側(cè)的探頭2接收到;在探頭1發(fā)射信號(hào)的同時(shí)探頭2也發(fā)出同樣的信號(hào),經(jīng)過(guò)管壁2、流體、管壁1后被探頭1接收到;由于流速的存在使得兩時(shí)間不等,存在時(shí)間差,因此根據(jù)時(shí)間差便可求得流速,進(jìn)而得到流量值。
近些年,隨著超聲技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的領(lǐng)域也利用該項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造了更多的價(jià)值。
氣體超聲波流量計(jì)是近幾年興起的新的流量測(cè)量方式,其設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,故價(jià)格也比較高。目前能生產(chǎn)的廠家比較少,使用范圍也僅是在天然氣輸送管道比較多?;径际谴笮推髽I(yè)在使用。測(cè)量精度高,維護(hù)少,但是超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路相當(dāng)復(fù)雜,對(duì)測(cè)量線路要求較高。
氣體超聲波流量計(jì)可用于工業(yè)氣體測(cè)量天然氣、氮?dú)?、氧氣、空氣、氫氣、氬氣、氦氣、乙烯、丙烷?/span>
(5)天然氣渦街流量計(jì)
工作原理:根據(jù)流體振蕩原理來(lái)測(cè)量流量的,流體在管道中經(jīng)過(guò)渦街流量變送器時(shí),在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過(guò)旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),根據(jù)這種關(guān)系,旋渦頻率就可以計(jì)算出流過(guò)旋渦發(fā)生體的流體平均速度,再乘以橫截面積得到流量。
渦街流量計(jì)目前一般在工礦企業(yè)的天然氣內(nèi)部考核和能源消耗的計(jì)量應(yīng)用較多,其有著整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍寬,壓力損失小。
儀表主體可采用不銹鋼材質(zhì)制造,適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量;儀表無(wú)可動(dòng)部件,安裝維護(hù)簡(jiǎn)單;現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示,脈沖、4~20mA輸出或485串行通訊接口,可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接等諸多優(yōu)點(diǎn)。其zui大的缺點(diǎn)就是特點(diǎn)怕振動(dòng),怕電磁干擾。
測(cè)量天然氣流量的流量計(jì)種類豐富各有特點(diǎn),用戶在選擇天然氣流量計(jì)應(yīng)該充分考慮不同種類天然氣的特點(diǎn),從各方面考慮選擇合適的流量計(jì)。
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