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氣體渦輪流量計標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于分界流量的規(guī)定與選型應(yīng)用

點擊次數(shù):4258 發(fā)布時間:2021-01-13 17:44:23
1 概述
自GB/T21391-2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流量》開始實施以來,氣體渦輪流量計在天然氣工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。渦輪流量計是一種速度式流量計,具有精度高(現(xiàn)多為0.5級或1.0級),結(jié)構(gòu)簡單,耐壓高,量程比大(一般量程比Qmin:Qmx=1:10,*大可達(dá)Qmn:Qmx=1:50),重復(fù)性好,維修方便等優(yōu)點。它廣:泛應(yīng)用于石油、化工、工業(yè)鍋爐、燃?xì)庹{(diào)壓站、天然氣輸配氣管網(wǎng)、城市燃?xì)獾阮I(lǐng)域,且被廣泛使用于貿(mào)易計量。在歐洲和美國渦輪流量計是繼孔板流量計之后的*二個法定天然氣流量計,已經(jīng)發(fā)展為多品種、多規(guī)格、批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也十分完備。
在我國現(xiàn)行有效的氣體渦輪流量計標(biāo)準(zhǔn)中,,對渦輪流量計的計量性能技術(shù)要求是量程范圍內(nèi)高區(qū)和低區(qū)的*大允許誤差要有所區(qū)別,因此標(biāo)準(zhǔn)不可避免地都涉及到分界流量。不同的氣體渦輪流量計標(biāo)準(zhǔn)對分界流量的定義和規(guī)定有所不同,如何利用分界流量選擇合適的流量計是設(shè)計者、使用者應(yīng)該關(guān)注的問題。
2 現(xiàn)行氣體渦輪流量計標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于分界流量的規(guī)定.
我國現(xiàn)行有效的的氣體渦輪流量計標(biāo)準(zhǔn)有GB21391-2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流量》、GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》、JJG1037--2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》,在以上三個標(biāo)準(zhǔn)中對分界流量的規(guī)定分別如下。
2.1 GB21391--2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流量》
在GB21391--2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流量》對分界流量q,有明確的定義,即低于該流量要采用擴(kuò)展誤差限的流量值。標(biāo)準(zhǔn)*5.2條從*大允許誤差和量程比兩方面對分界流量做出了規(guī)定,且明確了量程比是在*大允許誤差范圍內(nèi)流量計的*小流量和*大流量之比。該標(biāo)準(zhǔn)中對渦輪流量計要求的*大允許誤差如表1所示,量程比與分界流量q,的關(guān)系如表2所示。

2.2 GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》
在GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》中沒有明確定義分界流量,僅在標(biāo)準(zhǔn)*8.1條規(guī)定:所有流量計在其指定的流量范圍內(nèi),*大允許誤差應(yīng)為土1%。當(dāng)*小.流量9min小于0.2qmx時,在9min~0.2qmx范圍內(nèi)的*大允許誤差為土2%。這表明該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為0.2qmx是氣體渦輪流量計*大允許誤差的分界點,即流量計的分界流量為0.2qmex。
2.3 JJG1037--2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》
JJG1037-2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》適用于液體渦輪流量計和氣體的渦輪流量計的檢定,該標(biāo)準(zhǔn)對分界流量q.也有明確的定義,即在*大流量和*小流量之間的流量值,它將流量范圍分割成*大允許誤差的不同的兩個區(qū),即“高區(qū)”和“低區(qū)”。規(guī)程*5.1.1條規(guī)定:氣體渦輪流量計在規(guī)定的流量范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級、*大允許誤差應(yīng)符合表3的規(guī)定,對分界流量q,的規(guī)定如表4所示。

從表3、表4可知,準(zhǔn)確度等級高于0.5級的渦輪流量計,不設(shè)分界流量,在天然氣貿(mào)易計量中常用的準(zhǔn)確度等級等于或低于0.5級的渦輪流量計,均采用分界流量分段處理,可根據(jù)分界流量判斷*大允許誤差的突變點,且分界流量和流量計的量程比也有緊密聯(lián)系。
從以上三個渦輪流量計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程分界流量的界定可知,流量計的分界流量屬于人為的劃分,其目的是為了擴(kuò)大渦輪流量計的量程比,同時又.不讓*小流量偏離線性區(qū)太遠(yuǎn),因此流量計的分界流量對渦輪流量計*大允許誤差的判定有著關(guān)鍵性的影響。
3 分界流量在流量計選型中的應(yīng)用
渦輪流量計的分界流量和量程比、*大允許誤差有著緊密的關(guān)系,使得在選用渦輪流量計時分界流量起著至關(guān)重要的作用。例如,在選用渦輪流量計時,為確保流量計的*大允許誤差滿足GB/T18603--2014《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》表B.1不同等級的計量系統(tǒng)中準(zhǔn)確度等級的要求,需要考慮流量計在分界流量以下范圍運(yùn)行時流量計的允許誤差。通過以下案例,讀者更容易理解分界流量的重要性。
3.1 配氣站流量計初次選型
某配氣站設(shè)計能力(標(biāo)準(zhǔn)參比條件)達(dá)到A級計量系統(tǒng)的要求,根據(jù)GB/T18603-2014《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》附錄B.1,計量系統(tǒng)需要配備準(zhǔn)確度等級1.0級的流量計才可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
該配氣站在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的來氣量為450~7.5x10*Nm'/h,流量量程比為1:167,量程比過大,無法選擇單--流量計用來計量全量程流量,*終采用計量系統(tǒng)多路并聯(lián)分段計量的方式。根據(jù)來氣壓力、溫度、組分,計算出流量計在工作條件下的計量范圍為100~3400m'/h。設(shè)計者考慮在小流量范圍時選擇兩套精度等級為1.0級、口徑為DN100、規(guī)格為G400的渦輪流量計,其計量范圍是32~650m'/h,其中一套做備用流量計(此處暫不涉及大流量情況)。
由表1可知,流量計在分界流量至*大流量之間時(q,≤q≤qmx)精度等級可達(dá)到1.0級,在*小流量和分界流量之間時(qmin≤q q1=0.20q,max
計算得出該流量計的分界流量值為:
q1=130m3/h
流量計在工作條件下的計量范圍為100~3400m'/h,則流量計存在著在用氣量*低值和分界流量(100~130m'/h)范圍運(yùn)行的時間段。流量計在分界流量以下范圍運(yùn)行,精度等級只能保證在2.0級,無法達(dá)到精度等級1.0級的要求,不滿足GB/T18603--2014《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》對A級計量系統(tǒng)的規(guī)定。
此時出現(xiàn)分界流量高于用戶用氣量*低值而導(dǎo)致流量計選型無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的問題,設(shè)計者需要重新考慮流量計的選型。
3.2 流量計二次選型
查看流量計的選型數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),DN100渦輪流量計有三類G160、G250、G400,其流量范圍分別為:G160(13~250)m3/h、G250(13/20~400)m3/h、G400(20/32~650)m'/h。此三類流量計在分界流量至*大流量之間(q,≤q≤qmx)都可達(dá)到精度等級為1.0級的要求。其中規(guī)格為G250和G400的渦輪流量計除量程比為1:20的常用規(guī)格外,還有量程比為1:30的規(guī)格,此時這兩類流量計的流量范圍分別為13~400m'/h、G400(20~650)m3/h。
根據(jù)表2、表4可知,渦輪流量計在量程比為1:30時,分界流量為0.15qmx,因此從此處著手,可以重新選擇既符合標(biāo)準(zhǔn)要求,又能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求的渦輪流量計。
在此次小流量范圍的流量計選型中如果將量程比為1:20的渦輪流量計G400(32~650)m'/h換為量程比為1:30的渦輪流量計G400(20~650)m3/h,其分界流量q,將由0.20qmax降低至0.15qmax,可大幅度地降低分界流量值,使得重新選型后的流量計可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)表2,選用量程比為1:30的渦輪流量計后分界流量為:
qt=0.15qmax
計算得出該流量計的分界流量值為:
q1=97.5m3/h
流量計經(jīng)過重新選型后的流量計分界流量值由原來的130m'/h降低至97.5m'/h,此時流量計計量范圍既可以覆蓋用戶小流量用氣,也可以滿足標(biāo)準(zhǔn)對A級計量系統(tǒng)的規(guī)定,在用戶*小用氣量100m3/h以_上時流量計精度等級可達(dá)到1.0級。
而且,選擇量程比為1:30的渦輪流量計后流量計的起步流量由32m3/h降低至20m'/h,起步流量計更低,更有利于流量計在小流量范圍的準(zhǔn)確計量。
3.3 價格的差別
通過生產(chǎn)廠家了解到,在相同口徑、相同壓力等級的條件下,量程比為1:20的渦輪流量計.與量程比為1:30的渦輪流量計價格相差無幾。從用戶角度而言,選擇量程比為1:30的流量計遠(yuǎn)較選擇量程比為1:20的流量計更能解決問題,更值得投資。
4 結(jié)束語
針對該配氣站流量計初次選型失敗,根據(jù)流量計的分界流量與量程比、*大允許誤差之間的緊密關(guān)系,將量程比1:20流量計換為量程比1:30的流量計,成功地在保證計量精度的前提下降低了流量計的分界流量數(shù)值,符合了標(biāo)準(zhǔn)要求。
(1)通過案例,可以了解到合理地利用分界流量,不僅可以擴(kuò)大流量計的測量范圍,還可以降低流量計的起步流量。
(2)通過案例,可以充分了解到分界流量的重要性,分界流量和量程比、*大允許誤差之間的緊密關(guān)系,使得在選用渦輪流量計時分界流量能得到更多關(guān)注。
(3)對速度式流量計而言,不論是渦輪流量計還是超聲流量計都涉及到分界流量,因此在流量計選型時應(yīng)充分考慮、利用分界流量,使得流量計的能力在現(xiàn)場實踐中能得到充分發(fā)揮。

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