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流量計算機對天然氣計量準確度的影響
發布時間：2017-11-22
一、天然氣計量系統的工作原理
天然氣計量系統通常由流量傳感器、溫度變送器、壓力變送器、在線色譜儀和流量計算機組成。其工作原理為:由流量傳感器( 如超聲波流量傳感器、渦輪流量傳感器及各種類型的節流裝置配合差壓變送器)測量天然氣的工況流量; 溫度變送器測量天然氣的工況溫度; 壓力變送器測量天然氣的工況壓力; 在線色譜儀測量天然氣的組分; 流量計算機接收流量傳感器、溫度變送器、壓力變送器、在線色譜儀的輸出信號, 計算天然氣在規定的標準狀態下的體積流量(標況流量)。
流量計算機具有運算速度快、信息量大、功能強大的優點, 是適應組分復雜、輸送壓力高、流體狀態變化大的天然氣計量的特殊要求而產生的新型流量儀表。流量計算機按(1)式計算天然氣標況流量。
式中: qs―――天然氣標況體積流量, m3/h; q―――天然氣工況體積流量, m3/h; Ts―――天然氣標況溫度, K; T―――天然氣工況溫度, K; Ps―――天然氣標況壓力, MPa; P―――天然氣工況壓力, MPa; Zs―――標況下天然氣壓縮因子; Z―――工況下天然氣壓縮因子。
天然氣壓縮因子根據天然氣實際組分, 由流量計算機依據GB/T17747- 1999《天然氣壓縮因子的計算》的方法進行計算。
由(1)式可知, 天然氣標況體積流量的準確度同時受工況流量、溫度、壓力、組分參數的測量準確度和流量計算機的準確度的影響。即天然氣計量準確度與流量傳感器準確度、溫度變送器準確度、壓力變送器準確度、在線色譜儀準確度及流量計算機準確度有關。在天然氣計量系統中的流量傳感器、溫度變送器、壓力變送器一般以模擬信號傳輸,流量計算機接受模擬信號, 必須經A/D轉換后, 才能按有關方法進行標況體積流量計算。所以, 流量計算機的準確度取決于A/D轉換、壓縮因子計算方法和計算程序等的準確度。
二、天然氣計量系統的不確定度分析
根據天然氣計量系統的工作原理, 天然氣標況體積流量的合成相對不確定度按(2)式計算。
式中:uqs―――標況體積流量合成相對標準不確定度;uq―――工況體積流量測量相對標準不確定度;uT―――工況溫度測量相對標準不確定度;uP―――工況壓力測量相對標準不確定度;us―――組分測量的相對標準不確定度;uZ―――壓縮因子計算方法的相對標準不確定度;uA/D―――A/D轉換相對標準不確定度;uj―――流量計算引入的不確定度。
天然氣標況體積流量的擴展不確定度按(3)式計算。
式中: k―――覆蓋因子。
取組分測量相對標準不確定度us=0.1%。uZ、uA/D和uj與流量計算機的準確度有關。
采用GB/T17747- 1999計算方法時, uZ=0.1%。
表1是某天然氣計量站SOLARTRON 7951型流量計算機的測試結果。
按表1的測試結果,( 認為A/D轉換數據為均勻分布),(認為流量計算數據為均勻分布)。
對輸送量為每天100000m3的天然氣站, 考慮流量計算機的準確度時, 天然氣流量計量系統的天然氣標況體積流量擴展不確定度是0.7%×100000m3=700m3 忽略流量計算機的準確度時, 其天然氣標況體積流量擴展不確定度是0.6%×100000m3=600m3, 就是說該天然氣站每天輸送量應該是(100000±700)m3, 不可能出現每天輸送量為(100000±600)m3的情況。
可見, 在天然氣計量系統中, 流量計算機的準確度是不可忽視的因素, 在確定天然氣計量系統的準確度時, 必須考慮流量計算機的準確度。
流量計算機是一種多參數存儲、顯示及計算的智能儀表, 流量計算機的制造, 給天然氣計量帶來了方便, 實現了實時自動計量, 特別是使復雜的計算方法瞬間完成, 提高了天然氣計量的準確度。但是, 在實際使用中, 對操作人員的技術水平要求較高。目前, 普遍存在的問題是參數輸入不正確, 與實際工況條件相差較大, 不能保證流量計算應具備的準確度。產生天然氣計量糾紛的多數原因也是由于參數輸入有錯誤, 某天然氣計量站曾造成- 10%的誤差。因此, 要求從事天然氣計量系統的技術人員對輸入流量計算機的相關數據嚴格核對, 確保與工況狀態一致。
摘自：中國計量測控網
