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傳輸數量的不確定性決定了一體化孔板流量計的選擇

作者: 來源: 發布時間:2018-09-20 09:47:08

    問:我很想知道為什么一體化孔板流量計不用于液體計量系統(用于貿易交接),而它們廣泛用于燃氣計量系統?是什么讓孔板流量計成為燃氣計量系統的可行、經濟的選擇?

    答:簡短的回答是,兩者都使用了孔口,但由于貿易交接(財政計量)是如此重要的話題,我將給出更詳細的答案。

    流量計的選擇可以基于政府法規,行業或國家標準以及合同協議,也可以得到API,AGA和ISO等組織的批準。

    轉移的液體或氣體量的可接受的不確定性決定了儀表的選擇。不確定性是計量系統所有組件的誤差之和。在體積流量計的情況下,這包括流量,壓力,溫度,密度,成分傳感器,其A / D轉換器的誤差,以及計算傳輸的能量(非質量,但能量)的誤差。碳氫化合物行業聲稱貿易交接在液體上的不確定性為±0.25%,在天然氣服務上的誤差為±1.0%或更好,但我認為這些數字過于樂觀。

    表1列出了可用于測量碳氫化合物液體和氣體的流量計。它們的準確性(如果它們的大小,安裝和維護正確)以及其他主要特征。表1沒有列出他們的較前次成本,因為在較大的交易中,與測量誤差的成本相比,計量表之間的成本差異很小。

    例如,當石油價格為每桶60美元,而我們正在卸載一艘50萬桶的油輪時,每個0.1%的不確定性相當于50,000美元。在數量較少的情況下,可以考慮儀表成本差異,并且如果精度不是關鍵,則可以僅通過測量液體的液位變化或氣體的壓力變化來確定沒有流量計的轉移量。

    典型的液體貿易交接滑移裝置包括多個流量計(主計量表和操作計量表),流量計算機和儀表校準器。適用于42英寸以下的管道。直徑(1.07 m),可以使用現場校準,API要求校準精度為0.02%。儀表校準器的體積針對塞拉芬罐進行校準,其精確體積可溯源至NIST。應經常進行重新校準,通常在批次轉移之前,期間和之后進行。

圖:在保管轉移中使用的流量計

圖:在保管轉移中使用的流量計

    一體化孔板流量計仍廣泛用于液體測量,并已使用多年。一體化孔板流量計的精度受安裝細節的影響很大,并且通??梢酝ㄟ^安裝不良來解釋關于精度差的評論。

    各種儀表技術的優點和缺點是眾所周知的,并且可用的技術已經改變。一個例子是科里奧利儀表如何變得越來越受歡迎,因為技術已經成熟并且競爭導致價格下降。很明顯,儀表選擇受管道尺寸的影響很大。我發現在一米直徑的管道中很難想象科里奧利儀表和成本?

    國家和國際標準可能會影響決策。托管合同可能有限制選項的陳述。非技術人員可能會寫下這些合同。

    我有偏見,但我的印象是銷售人員傾向于在他們的目錄中建議更昂貴的選擇。

    在決策過程中,低估各種流量計的成本和安裝細節是很常見的。準確性很高。

    我曾經開發過一個程序來幫助選擇流量計。用戶輸入了有關流體和流量的信息。然后程序顯示可能的儀表類型列表,包括成本,精度和yongjiu壓力損失。這帶來了有趣的評論,挑戰了估計的成本由于數據發生變化,維護成本會很高,因此對此計劃的支持消失了。

    好問題,我們需要討論這些事情。

    一體化孔板流量計測量精度zui高為±4%。盡管如此,它還是用于液體的貿易轉移多年,直到獲得更好和更準確的儀器。今天,科里奧利流量計由于其高精度而成為液體流量貿易交接的標準,并且通常因為它直接測量質量流量而不是體積流量。它很昂貴,所以有時如果液體從罐子轉移到罐子,罐子水平測量之前和之后用于液體的貿易轉移。但是,這需要非常精確的液位測量。

    使用一體化孔板流量計測量氣體流量并補償溫度和壓力是天然氣傳輸的典型特征,但仍然不能使其準確。在大多數情況下,天然氣的低價值使得在更精確的氣體流量測量上花費額外資金是不經濟的。對于高價值氣體,可以使用科里奧利流量計或高精度,正位移流量計。有時,氣體的貿易交接是根據氣體源(例如氣缸)的壓力變化計算的。

    一體化孔板流量計測量取決于伯努利定律,該法則將通過尖銳孔口的壓降與體積流量相關聯。壓力下降在上游壓力(在孔口之前)和由液體或氣體通過孔口時增加的速度形成的靜脈收縮處的壓力之間。不幸的是,靜脈收縮的位置隨流速而變化,因此沒有實際的方法來測量這種壓降。我們盡我們所能,通常只是測量保持孔板的法蘭上的壓降,并取決于相關性(近似值)來估計靜脈收縮處的壓降,或者只是假設壓力下降在孔口處與射流緊縮的孔口相同。

    一體化孔板流量計未用于液體保管計量的zui大原因之一與以下有關:
    在啟動期間,當流量穩定時,測量誤差通常是不可接受的。系統關閉時也會發生同樣的情況。
    確定孔板尺寸以保證貿易交接精度要求通常要求孔板設計和制造到極端公差,而不是每個公司都能做到。
    液體孔板的調節比將要求使用者在流動條件改變時具有太多可用的孔板。
    總而言之,盡管可以使用孔板進行貿易交接,但由于信號不穩定會導致會計錯誤,因此不推薦使用??装宓脑O計和制造非常昂貴; zui后,如果貿易交接基于不同的流量,則增加了對額外孔板的需求。
 

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