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硅谷雜志:論天然氣流量計量儀表的應用

2012-07-29 10:05 作者:高 斐 來源:硅谷網 HV: 編輯: 【搜索試試
  硅谷網7月29日消息 (原文載于《硅谷》雜志)以天然氣流量計量儀表的應用問題為研究對象,從現階段各類天然氣流量計量儀表與特點分析以及天然氣流量計發展方向及選擇原則分析這兩個方面入手,圍繞天然氣流量計量儀表的應用這一中心問題展開較為詳細的分析與闡述,并據此論證做好天然氣流量計量儀表的應用工作在進一步提高天然氣工業生產質量與生產效率的過程中所起到的至關重要的作用與意義。
  眾所周知,流量在工業生產過程檢測控制當中的重要地位是不容小覷的。從工業生產實踐的角度上來說,只要整個工業生產工藝過程當中涉及到流動介質,無論這種流動介質表現為氣體、液體或是固體,其均存在一個有關流量檢測與控制的過程。在現代科學技術發展迅猛的同時,計算機科學技術與無線通信技術的發展使得新時期的流量檢測及控制工作面臨著前所未有的發展機遇與挑戰。不管是從質量還是從數量角度上來說,以過程狀態量檢測及控制為中心的流量現場信息都對于流量計量儀表提出了更為嚴格的要求。在此基礎之上,受到工業生產測量原理及相關要求差異性的影響,現階段的流量計分類更為系統與詳盡。對于天然氣工業生生產而言,天然氣流量計量儀表應用情況的決定性影響更是得以凸顯。那么,當前技術條件支持之下,應用較為普遍的天然氣流量計量儀表有哪些?其在應用過程當中有著怎樣的特點?天然氣流量計量儀表的發展方向及選擇趨勢如何呢?筆者現結合實踐工作經驗,就這一問題談談自己的看法與體會。
  1現階段各類天然氣流量計量儀表與特點分析
  1.1差壓流量計。差壓流量計的關鍵在針對流體在流經動壓測定裝置或是節流裝置過程當中所產生靜壓差參數加以分析,并藉此反應流體流量大小的一種直接性流量計量儀表。差壓計以及節流裝置是構成整個差壓流量計的最根本因素。對于天然氣工業生產自動化控制系統這一整體結構而言,節流裝置在接受流體流經信號的情況之下會自動生成相應的壓差信號,與此同時,壓差變送器能夠將這種壓差信號轉換為以電或氣形式加以表現的信號,并將其直接反映在終端操作界面當中,加以顯示、記錄以及調控。實踐研究表明,這種天然氣流量計量儀表最突出的應用優勢在于其使用壽命長、成本低廉且實用性高,目前被廣泛應用于天然氣流量計量過程當中。
  1.2電磁流量計。這種天然氣流量計量儀表從本質上來說是一種針對導電流體實時流量加以測定的裝置。相關實踐研究結果表明:這種流量計量儀表管內位置光滑無阻,壓力損失參數基本可以忽略不計,因而其檢測結果精度高。特別值得注意的一點在于:這種以商用頻率激磁為主要運行模式的主流計量裝置所接受信號的載波頻率始終與商用電源的載波頻率保持一致。然而受到被檢測流體渦流分布的變化性影響以及商用電源的噪音影響,整個流量計在對流體流量加以檢測的過程當中零點位置穩定性不高。基于此,相關工作人員提出了一種無極化的電磁流量計。由于這種流量計在運行過程當中不存在會直接與檢測流體相接處的流體,再加之其具備較高的抗流體附著性,因而檢測結果真實性高且可靠。
  1.3渦街流量計。這種天然氣流量計量裝置得以對包括天然氣在內多種流體加以檢測的最根本原理在于其對流體震蕩原理的應用。在這一背景作用之下,渦街流量計有著區別于一般流量計量儀表的幾方面應用優勢:①渦街流量計應用范圍廣泛,適應性強;②渦街流量計為流體流量數字化測量及記錄以及同計算機互聯網的聯網運行提供了有利條件;③渦街流量計的中心裝置——感測元件基本組成結構簡單,元件運行不需要依賴于轉動件。這也就是說,渦街流量計的正常安全與維護操作簡便,能夠應用于天然氣工業生產的現場計量當中
  1.4超聲波流量計。這種天然氣流量計量裝置區別于其他流量計量儀表的關鍵在于其在整個檢測過程當中不直接與被測流體相接觸。這種計量儀表安裝在管道外部,整個運作結構較為簡便。在運行過程當中所采取的測量方式主要包括多普勒效應法以及是時間差法兩種方式。特別值得注意的一點在于:幾年來相關研究學者成功研制了一種同時具備了兩種測量方式的超聲流量計量儀表。該流量計測量周期控制在0.05s范圍之內,測量精確度為量程的1.0%之內。在未來期間,有關超聲波流量計的研究發展方向將主要考慮以下幾個方面:①受應用周邊環境及條件影響較小;②除能夠對水汽進行檢測之外,同時也能夠對油氣進行檢測;③超聲波流量計應當盡可能的便于攜帶。
  2天然氣流量計發展方向及選擇原則分析
  就我國而言,在當前技術條件支持之下,有關天然氣流量計量儀表的選擇多以渦街流量計量儀表為主。這種流量計量儀表在應用過程當中所表現出的包括性能高度可靠、安裝維護簡單快捷、制造標準規范系統以及結構堅固耐用等性能使其成為了天然氣流量計的最主要發展方向。對于渦街流量計量儀表而言,當前技術條件支持之下多選用應力檢測法來實現旋渦頻率的檢測。然而由于計量儀表所使用的元件多為壓電式元件,因而檢測得出的旋渦頻率會受到計量管道振動及流體脈動變化情況的影響。目前針對渦街流量計量儀表的研究應用仍在深化,應用噪聲對于功能的辨識起到穩定零點的意義,并在針對高頻噪聲進行有效控制的基礎之上來合理抑制發聲體的諧振因素,并在雷諾系數的作用之下對流量計量儀表進行自動補償。這一研究開始將電容式元件引入渦街流量計量儀表當中,其突出的應用性能有效克服了傳統意義上其他渦街流量計量儀表在抗震性差、流體數限制以及工作范圍狹窄在內的多種問題。從流量現實的角度上來說,當前技術條件支持之下還形成了一種現場流量運算計算裝置。在微處理器核心技術作用之下能夠接受渦街流量計量儀表、溫度儀表、密度儀表以及壓力儀表在內各種檢測裝置所發出的實時信號數據,并作出相應的補償運算處理,從而精確的反映瞬時流量值,其與指示值之間的誤差嚴格控制在了±0.1%以內。現階段,渦街流量計量儀表還成功的取代了部分差壓及電磁流量計的應用,在450℃以上的高溫環境中得到了充分的應用與發展。
  3結束語
  相關工作人員需要清醒的認識到一個方面的問題:有關天然氣流量計量儀表的應用問題已成為當前技術條件支持之下天然氣工業生產中最為關鍵的環節之一。對于天然氣工業生產這一整體而言,自天然氣氣井井口至終端用戶之間的儲運系統最大的特定在于其持續性與密閉性。從這一角度上來說,天然氣流量計量儀表的準確性程度降直接對天然氣包括生產、供給到銷售的各個環節產生極為關鍵的影響。本文針對天然氣流量計量儀表的應用這一中心問題做出了簡要分析與說明,希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。
  
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