在我国燃气计量工作中, 部分工作人员对于大流量计的使用掌握不是非常娴熟, 而且在大流量计使用选择和配置上, 主动参与性较弱, 完全限制在大流量计的主体设计中。换一个角度来说, 想要让燃气流量计量工作准确无误的进行, 还需要相关工作人员共同努力才能实现。
总的来说, 我国在燃气大流量的测量中, 主要采用的流量计有:标准孔板流量计、超声波流量计、旋进漩涡流量计和涡轮流量计等, 其中第一种流量计属于差压式流量计, 后三种属于速度式流量计。
标准孔板流量计是我国目前最新的流量计, 它是通过节流件 (标准孔板) 的使用, 在燃气通过管道时实现精确测量, 在测量过程中, 由于气流束在管道内会形成局部收缩状态, 导致整体气流量加快, 也就导致气流在标准孔板两端形成压力差。在其他状态条件保证不变的情况下, 会使得燃气的流量越来越高, 形成的压力差也越来越大。为此, 可以通过对压力差的检测, 来确定燃气流量的具体大小。这种理论方式的来源, 就是根据物理学中的质量守恒定律和能量守恒定律的得到的, 具体原理如下:
式中, qf为工况下的体积流量, c为流出系数, β=d/D, d为工况下孔板内径, D为工况下上游管道内径, ℑ为可膨胀系数, Δp为孔板前后的差压值, ρ1为工况下流体的密度[1]。
此流量计所涉及到的原理, 是根据燃气经过流量计时, 通过燃气对流量计的整体作用, 使得流量计壳体中的燃气产生旋涡, 工作人员可以通过对旋涡转速的分析, 来确定燃气的整体流速。所以说, 在其他条件保持不变的情况之下, 通过对旋涡转速的检测, 可以计算出燃气的具体流量值。
对于超声波流量计来说, 是利用声波在流体正反流向上存在传播时间不同的原理, 来实现对燃气的测量。通常情况下, 声波在流向相反, 距离相同的流体中进行传播时, 顺流传播所需要的时间较少。因此, 可以根据流体的顺流和逆流方向, 在相同时刻, 对相同距离的燃气进行超声波发送, 人们可以根据声波到达时间的时间差, 来精算燃气流量。在其他条件不变情况下, 时间差越大, 则证明流体的流速越快, 流量值也越大。
对于旋进旋涡流量计的原理来说, 与涡轮流量计类似, 它是通过流量计本身所具有的的阻流件, 使得两侧燃气形成旋涡, 这种旋涡在后来被命名为卡门旋涡。由于卡门旋涡在形成过程中燃气的流速成一定关系, 所以, 在其他条件保持不变时, 通过对卡门旋涡的形成频率, 可以对燃气流量值进行准确计算[2]。
但在具体测量过程和测量方式上, 旋进旋涡流量计和涡轮流量计略有不同, 燃气通过管道, 经过流量计时, 阻流件发挥作用, 强制燃气在阻流件两边产生旋涡, 再接下来的燃气运输过程中, 又会经过文丘利管的作用, 让燃气旋涡出现旋进现象, 通过节流控制, 让旋涡加速传导, 随后在进行扩散。在实际检测中, 由于旋涡流的转速频率和燃气流速成正比例关系, 因此在其他条件不发生任何变化时, 通过检测旋涡旋转频率, 可以计算出燃气的具体流量值。
根据上述对流量计的具体介绍可以了解到, 除了标准孔板流量计之外, 其它流量计都需要进行维护和校检工作才能保证燃气流量测量的准确性。然而在实际工作中, 这种校检工作很难在流量计实际工作中进行。对于定期校检工作来说, 也比较麻烦, 这也让很多工作人员感到头痛。按照人类的传统理念来分析, 一般对于气体的测量, 都会有相关专业测量工具, 来进行一对一的实时测量工作, 而且对于测量气体的组份大体上差别也不会很大, 但在实际工作中, 却存在很多制约因素。
与其他流量计相比较, 标准孔板流量计最大的优势就是无需进行实流校准工作, 就可以轻松确定差压和流量的数据关系, 在误差上也可以通过相关计算得到具体数值。通过标准孔板流量计的使用, 使得在燃气流量计量过程中, 不需要其他单位机构的介入, 便能保证燃气流量的准确测定。另外, 在利用其他流量计进行燃气测量时, 如果人们对测量结果有所怀疑, 则需要将得到的数据送到相关技术部门进行二次检验, 如果与测量标准相差较大, 还需要进行重新测量, 这对于测量工作的整体进行产生不利影响。同时, 在二次测量中, 会导致测量准确度发生偏差, 还会使流量计的物理形态在运行过程中出现偏离标准现象。在利用标准孔板流量计测量时也会出现上述情况, 使其达不到准确测量要求, 但对于标准孔板流量计来说, 可以更换一块符合标准的新孔板即可, 不需要对流量计进行整体更换, 这也是标准孔板流量计的另一大优势。
综上所述, 在燃气大气流量计量中, 应用标准孔板流量计, 可以确保燃气计量变得更加准确, 存进燃气供需双方的信赖程度, 促进了燃气行业在人类发展中的作用。另外, 企业要对燃气计量工作者进行定期培训, 提升他们的个人素质和创新精神, 让流量计定期校检工作更好的进行, 并对燃气组进行定期采样分析, 保证燃气计量工作有序进行。
摘要：相对于国外发达国家而言, 我国在天然气计量的研究上起步较晚, 相关的天然气计量的一些基本知识也没有得到普及和很高的认识, 即便针对目前我国从事相关工作的技术人员来说, 也不具有较高的专业素质和能力。本文对燃气大流量计的常用基本原理进行总结, 并论述了标准板孔流量计在燃气大流量计中的优势。
关键词：标准孔板,流量计,燃气大流量计,优势
[1] 董静雅, 彭阳, 李家君, 刘先序.新型硬质合金孔板流量计测量准确度对比分析[J].油气田地面工程, 2015, (10) :83-86.
[2] 胡洪, 杨海荣.对标准孔板流量计测量天然气流量的准确度的研究[J].资源节约与环保, 2010, (04) :36-37.
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