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江苏康泰佳

湿天然气对孔板流量计的测量影响

发表时间:2021-09-08 15:39
湿天然气对孔板流量计的测量影响
1. 改变孔板片厚度
夹带液体的气体在孔板流量计计量时会使测量值比实际值偏高。在实际生产中,有时能在孔板片上发现冰晶状的水合物附着,在孔板片置于温暖处一段时间后,水合物融化蒸发,留下水渍。证明当时流经孔板片的是湿天然气,孔板片上附着的冰状结晶是天然气中的水分子在高压的情况下和甲烷一起形成的水合物。天然气水合物结晶附着在孔板片上使孔板片厚度变相增加。可以设想随着孔板厚度增加,流体流经孔板的时候就相当于是在通过一个狭长的通道,这样就会对流体中的流体产生一个强制性的收聚汇集作用,影响流体的流速,流速变化引起孔板前后压差变化,进而影响到流出系数的大小,造成流量计量误差。
关于孔板厚度变化对流量测得值的影响程度,后文中用数值模拟的方法把不同厚度的孔板片用在被测管道中,通过分析流经节流孔板流体的流场变化,得出每种孔板厚度对应的节流孔上下游压差,定性分析节流孔板片厚度变化对流量测得值的影响。天然气水合物凝结在孔板上,导致孔板厚度增加,流经孔板的天然气流场因此改变,孔板上下游的差压值减小,孔板流量计测得值随之减小。所以在对孔板流量计的维护工作中,应定期检查、清洗孔板片,擦掉孔板片滞留的天然气水合物及其它杂质。
2. 影响差压变送器测量
被测流体最理想状态是无旋的定常流,而且是单相的牛顿流体,如果气体含有均匀分散的液体颗粒,且液体颗粒的质量分数不超过2%,那么也可以认为该气体是单相的牛顿流体。当湿天然气流经节流孔板时,流体在节流孔板之前的截面就开始收缩并加速,流经节流孔板后,在孔板下游一段距离后才恢复到平稳流动状态。这一过程中天然气产生了降压和降温,如果压力、温度突破此时天然气中水蒸气、烃类的析出临界值,就会有液态烃、凝结水析出。湿天然气中析出的这些液体容易造成孔板前后积液,而且是不稳定的积液,会引起节流孔板上下游取压口处的压力波动,影响差压测得值。产生的液滴集聚后还可能堵塞导压管,这都会给湿天然气测量带来不利影响。
在日常给孔板流量计的差压变送器排污时,有时能排放出液体,证明当时流经差压变送器的导压管的是湿天然气。天然气中的水分子在高压和压力波动的情况下凝结成水滴逐渐聚积在导压管内。
有人做过研究:用孔板流量计测量气体流量,夹带液体的气体会使流量测得值增加,其增加的幅度与节流孔板的孔径与测量管道内径的比值和夹带的液体体积有关。当气体中夹带少量液体时,流量测量不确定度增高,测量的湿天然气流量偏差随比值的增加而减少,在比值为0.7时,测得的流量偏差为-1.7%。


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