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智能旋进漩涡流量计在民用天然气行业计量误差的分析

2019-11-04    

  天然气是迄今较为安全且绿色的燃料之一,相对传统的煤和石油等能源,不仅减少了一氧化碳等废气的排放量,而且清洁安全,缓解全球温室效应。其主要的优点包括:①绿色清洁性能源,废气不含一氧化碳和含硫化合物等,缓解世界温室效果;②相对性价比高,经济便宜;③安全可靠,对人体无害且不发生泄露现象;④运输方便,使用广泛。天然气在日常生活中应用广泛,因此对于民用天然气计量中存在的误差进行研究和讨论,则显得至关重要。
智能旋进流量计是一种兼具流量、温度和压力测试于一体的的新兴仪器,是用于化工、冶金等行业进行气体流量检测的重要仪器。
1.1 智能旋进流量计的结构组成
随着科技发展,智能旋进流量计的功能和稳定性逐步提高,对气体流量的测量也愈加准确。由于气体流量勘测受到多方面因素的干扰,例如测量温度、压力和气体性质的干扰等问题,所以在对气体流量测试时必须同时测量气体的温度和压力,并定性分析气体属性,*终转化为标况(1个大气压,0℃)时的体积流量。
如图1所示,智能旋进流量计的结构组成包括智能流量积算仪、压力传感器、温度传感器、整流器、壳体、漩涡发生体以及信号检测器等零部件,其中漩涡发生体、壳体、漩涡检测组件和整流器包含于旋进流量传感器的结构之中。
漩涡发生体:被测流体通过漩涡发生体产生漩涡流进入TDS智能旋进流量计内进行数据勘测。
信号检测器:是一种通过接收温度传感器和压力传感器的反馈信号,并输出显示的装置。
整流器:用于将交流电转换为直流电的装置,可供TDS智能流量计在民用天然气勘测中正常使用。
流量积算仪:由温度和压力传感器和传输管道单元组成,能够在内进行温度和压力补偿过程并输出各种信号的装置。
压力传感器:利用压电效应制成的可以将压力转换为模拟信号并输出,能够测量一段时间或者任意时刻外界压力值的仪器。
温度传感器:智能旋进流量计使用非接触的温度传感器,可以感受外界温度并转化为模拟信号输出的仪器。
1.2 智能旋进流量计的工作原理
(1)旋进流量传感器的工作原理:被测气体通过流量传感器进入到漩涡发生体中,通过漩涡叶片的运动产生漩涡流后并加速后,经过压力和温度传感器的测试,电信号通过漩涡作用被放大后,再进行数据的处理和补偿等后续操作。
(2)流量积算仪的工作原理:由温度和压力传感器和传输通道构成,可以在仪器内部进行温度和压力的补偿,并进行压缩因子的修正后输出。
1.3 智能旋进流量计的特点
特点:①一种集流量、温度和压力检测于一体的的新兴仪器,可以使用流量积算仪对被测气体的温度和压力进行补偿和调正[2],从而计算得出标准气体流量及总量等结果;②稳定性高,无机械老化发热等现象,可长时间运用不会引发超负荷运作的后果;③内置双压的传感器设备,可以*大化降低震动和波动对测量结果带来的影响,减小误差值;④压力和温度传感器通过接收反馈的模拟信号后可实时输出显示,使测量便利快捷;⑤内部置有干电池,从而可独立测量,也可接入外接电源使用;⑥具备防爆装置,测量范围较广,应用场合更普遍。
2 智能旋进流量计勘测误差分析
2.1 仪器本身缺陷
(1)被测气体压力超过TDS智能旋进流量计*大压力阈值范围,选择的仪器测量量程不准确,造成测量的误差存在。TDS智能旋进流量计在测量时,压力和温度值测量的准确性有着至关重要的决定性作用,压力值测量越不*,造成的误差值越大。
(2)气体流量过大或者过小,不符合TDS智能旋进流量计的正常测量范围,造成测量时产生较大的误差。由于不同流量计的规格和流量量程不同,可能使仪器无法检测到过小的流量,或者流量过大,造成压力的损失等情况。
民用天然气随季节性和时间段变化非常大:由图2可知,冬季用气量大,夏季用气量偏小;由图3可知,峰期9:00-21:00用气量较大,谷期22:00-8:00用气量偏小。若流量计的量程选型不合理,就会出现峰期超出测量上限、谷期出现低于测量下限使用,导致测量不准确。
(3)传输管道的长短选择不恰当,造成测量时无法留出一定的前后空间,引起测量的误差。传输管道的长短取决于流量计的规格和性质,若前后未留出一定的空间,则不能保证流体在测量时处于稳定状态,造成测量值非稳定状态下的平均值。
民用天然气供气的瞬时流量、每小时供气量趋势图
2.2 外界工作环境产生的影响
(1)被测气体处于高磁场环境而导致仪表误差。TDS智能旋进流量计设置时内置有电源可供断电情况使用,电源在设置时本身具有一些编程和参数(出厂的标准设定和参数等),在遇到外界强烈的磁场干扰(例如高压电场和闪电等)下,参数的数值会发生改变。仪器的输出和显示会异常,若不及时排除外界干扰,仪器会烧毁损坏,导致测量不准确。
(2)被测气体纯度过低而影响测量。TDS智能旋进流量计对气体的要求较高,若气体杂质较多或者含有腐蚀性气体等,会影响测量的*度甚至造成仪器损坏。一般情况下,气体杂质较多且没有进行过滤操作时,测量值的误差会比正常情况下高3%左右;若被测气体含有腐蚀性气体或者其他液体,会腐蚀仪器造成仪器烧毁等现象。
(3)由于外界或超负荷运作,导致传输管道出现强烈的震动,温度和压力传感器不能正常运作,仪表指针显示不准确等,导致TDS智能旋进流量计测量产生误差。