渦街流量計測量工業天然氣的應用實例

    天然氣的計量主要分為體積計量、質量計量和能量計量三方面。我國基本上是以體積計量為主,即以標準立方米( Nm3 ) 為單位。天然氣流量以標準狀態( 101.325kPa , 293.:15K )體積流量 Nm3/s 或 Nm3/h 為單位。按應用對象不同,習慣上把用于工業生產的天然氣稱為“工業用氣”,把城市居住生活用氣稱為“民用氣”。測量天然氣流量的儀表有多種,除了家家戶戶安裝的氣表外,孔板流量計、超聲流量計、渦街流量計、渦輪流量計、容積式流量計等都在各行業獲得應用。目前標準孔板差壓流量計仍占據主要地位。由于這類儀表已實現標準化,國際標準 IS05167, 國家標準 GB/12624, 行業標準 SY/T6143 都對標準孔板的設計、計算、加工、安裝提出具體要求。近年來,微電子技術、計算機技術、通訊技術的發展,對差壓變送器的性能提升起到巨大的推動作用,孔板流量計向一體化、智能化方向發展,更鞏固了孔板流量計的主導地位。

    但近年來,速度式流量計的發展也很迅速,在天然氣流量測量中的應用也日益擴大。超聲波流量計、渦輪流量計、旋進旋渦流量計渦街流量計等因量程寬、精確度高、壓損小、安裝維護量小等優點,在一些領域應用中,部分替代了孔板流量計。

1. 工業天然氣流量測量特點

    天然氣在工業中的應用主要分兩方面:一是作為石油化工企業的工業原料;二是作為燃料。工業用氣流量測量的特點是:工作溫度和壓力比較穩定;不少企業都有氣站,天然氣進站后,行調壓,使其壓力穩定在的范圍內(例如 0.4MPa );流量相對均衡,流量變化大多在 10:1 左右。從以上兩方面看,在企業氣站內測量流量的條件是比較好的。但是到了車間、工段一級,條件就變得較差。各用氣設備的頻繁變化,使流量、壓力波動較大,加上周圍電氣設備的影響,及各種振動、噪聲對儀表的干擾,都會影響儀表的穩定工作,在儀表選型、安裝時應考慮這些因素。

2 .渦街流量計測量工業天然氣的應用實例

    用渦街流量計測量工業天然氣的實例很多,在冶金、機械、化工、輕工、制藥等行業都廣泛使用天然氣,也都需要對天然氣流量進行測量,這里以某化工廠的應用為例,做一具體介紹。四川省某縣化工廠以天然氣作原料和燃料,是該縣用氣大戶。為保證該廠用氣,縣天然氣站為該廠敷設了專用管線,天然氣流量測量由縣天然氣站負責。天然氣站安裝了一臺雙波紋管差壓流量計作為天然氣流量的計量儀表。據天然氣站提供的數據,天然氣出站的壓力為 0.4MPa 左右,平均溫度為 1 8 ℃ 左右,該廠日平均用氣量為 6 萬標方左右。然而化工廠對此用氣量卻有不同的看法,認為實際用氣量沒有這么大,幾次協商并得到縣計量部門同意,化工廠打算自裝一臺對比流量表。經調查決定選用一臺國產渦街流量計。由于化工廠沒有提供確切的工作參數,儀表生產廠決定實地調查。

(1 )現場工況

    具體工況為:天然氣壓力為 0.4 一 0.5 MPa ;天然氣溫度冬季為 1 0 ℃ 左右,夏季為 2 7 ℃ 左右;天然氣流量通過天然氣站安裝的雙波紋管差壓流量進行測量。由于該流量的量程范圍較窄,在用氣量較大時,差壓計的指針打到大位置出現“飽和”現象,圓圖記錄儀指針處于大位置不動,無法讀出實際差壓值。氣站在處理這部流量值時,只有憑經驗估計來確定超量程的百分數。在流量較小時,記錄儀的指針又在零點附近頻繁擺動,也無法確定小流量的實際值,對于小流量時的用氣量也只有估計,這種對流量變化進行兩頭估計的做法實屬無奈,用氣量的誤差也必然較大。再加上雙波紋管差壓流量計本身的測量誤差,造成化工廠用氣量不準是不可避免的。

    為解決這個問題,由縣計量部門牽頭,化工廠,天然氣站和儀表制造廣四方配合,應用了兩臺差壓變送器實測了用氣量的變化情況:大流量值約 4500Nm3/h ,小流量值850Nm3/h ,常用流量約為 2000Nm3/ho 根據現場參數,儀表制造廠為化土廠確定了渦街流量計的型號與規格,并配備了莊力變送器和溫度變送器和流量計算顯示器與打印機,設計了一套渦街流量計天然氣流量測量系統。

(2 )渦街流量計通徑的確定

    按現場測試的大流量、小流量、高工作壓力、 0.5MPa ,日平均溫度 17. 5 ℃ ,查表獲得當地平均大氣壓力為 97.9kPa ,計算出工作狀態下大體積流量值和小體積值,根據工作狀態的大和小體積流量選用 DN100 的渦街流量計比較合適。

渦街流量計

(3 )儀表的安裝

   儀表安裝位置選擇在化工廠的天然氣輸氣管的進口處。這里與近的用氣車間相距 60 多公尺;,沒有其他動力設備,可布置較長的直管段?;こё旁詿私ㄔ熗艘患浼屏渴?,作天然氣流量計量用,把流量顯示儀、打印機、壓力變送器、溫度變動器安置在計量室內。天然氣輸氣管道的內徑為 150mm ,為了安裝 l00mm 的渦街流量計,進行了縮管改造,為了便于維修又設計了旁通管 .

渦街流量計

(5) 儀表的運行情況和效果

    儀表安裝、調試后投人運行。由于儀表的選型、安裝及調試工作比較到位,儀表投運后運行比較穩定。瞬時流量、累積流量、工作壓力和工作溫度通過流量顯示儀的八位數碼管顯示,并由打印機定時(一般為 30min) 打印,作為歷史數據保存。由于渦街流量計的量程范圍比較寬,消除了雙波紋管流量計在用氣高峰時“飽和”,在用氣低谷時“回零”的現象。從顯示租打印數據來看,大流量可達到 4485Nm3/h ;常用流量為 2000 一 2200Nm3/h ;小流量為 720Nm3/h 。用氣高峰每天累積 3h 左右,用氣低谷每天累計約 2h ,其余時間用氣量較平穩。 查看前幾天的記錄數據,日用氣量為 5.5 萬一 5:8 萬標方。

    對于這個結果,化工廠滿意,縣計量部門認為可信,縣天然氣站也表示認可。試運行兩個月后,這套渦街流量計流量測量系統的主要環節被加了鉛封,測量數據作為雙方結算的依據。

    更多技術參數,可參閱 迪泰爾 儀表網站 //www.zwxxt.com/ (中文網址:迪泰爾.cn) 或者 //www.detair.com/

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