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直管段粗糙度變化帶來的計量誤差 |
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| 發(fā)布日期：2023-01-05 點擊：979次 |
孔板流量計運行時，對直管段的要求主要包括:(1)直管段長度;(2)直管段圓度和直徑;(3)直管段內(nèi)壁粗糙度。以上三個條件中，直管段粗糙度最易發(fā)生變化。欲達到規(guī)定的不確定度值，直管段內(nèi)壁粗糙度必須滿足標準GB/T21446--2008所提要求。
由于天然氣從地層中采出來，雖經(jīng)分離、除塵或過濾，因其所含成分十分復雜，從單井采氣計量、集氣計量到配氣計量，氣質(zhì)組分各不相同，因而節(jié)流裝置在使用過程中其沖刷、腐蝕程度也不相同。經(jīng)調(diào)查研究表明，氣流對孔板直角人口邊緣和測量管內(nèi)璧的沖刷腐蝕尤為嚴重，這將造成流出系數(shù)C發(fā)生變化，流量測量不確定度超過估算值。為了減小誤差，推薦更新孔板和新測量管，若要繼續(xù)使用可求出粗糙度算術平均偏差R,，對流出系數(shù)修正后再使用。
修正方法為:將原流出系數(shù)C乘上粗糙度系數(shù)YRe，即:
C'=C·YRe·bk(1)
式中:C'為修正后的流出系數(shù);C為標準流出系數(shù);YRe為管道粗糙度修正系數(shù);bk為孔板開孔人口邊緣尖銳度修正系數(shù)。
注:本文不討論孔板開孔入口邊緣尖銳度磨損對計量的影響。
其中修正系數(shù)YRe隨測量管內(nèi)壁相對粗糙度K/D和管徑雷諾數(shù)ReD而變化，其值按下式計算:
當ReD≥106時，
YRe=γRe=γoo
γo與直徑比β2和相對粗糙度的倒數(shù)D/K有關,其值在標準GB/T21446--2008中查表求得。其中,K為等效絕對粗糙度，可從標準CB/T21446--2008中查表取得，有條件的情況下，用流體實驗方法測出相對粗糙度K/D。
γo由β2和D/K共同決定，換言之，由粗糙度帶來的計量誤差由β2和D/K分別引入。對同-計量管,其相對粗糙度是一定的，因此其γ0隨β增大而增大;而β的大小往往由輸氣量大小決定，氣量越大，β值越大。
當D/K=400,β2=0.6時，查表可知γo達到最大，為1.020;同時標準中規(guī)定，法蘭取壓時，ReD≥106，則γRe=γo，即此時γRe=1.020，則C'=1.020C。
已知:
即:當D/K=400,β2=0.6時，由測量管內(nèi)壁粗糙帶來的計量相對誤差為(1.02-1)x100%=2%。也就是說，如果不對計量管進行粗糙度修正，結果會比實際值偏低2%。
然而，對于腐蝕程度高、嚴重結皮的鋼管，其K值可能大于2mm,Ra可能大于0.6mm。
依據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，大部分孔板流量計應用較久、氣質(zhì)較臟的計量管其內(nèi)壁粗糙度較大，D/K值大多小于400，因.此C'極可能大于1.020C，即由測量管內(nèi)壁粗糙引人的計量相對誤差也大于2%。目前在某些廠家的計算軟件可以對粗糙度小于1mm的情況進行修正，超過1mm的就不能修正了。因此，若測量管內(nèi)壁粗糙度大于1mm,則不具備修正意義，應更換新的計量管。 |
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