摘要:槽道式流量計(jì)屬于差壓流量?jī)x表，而節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)是運(yùn)用了流體力學(xué)的基本原理。因此，針對(duì)于槽道式流量計(jì)的工作原理和特征展開分析，槽道式流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的實(shí)際應(yīng)用，希望能夠促進(jìn)企業(yè)的正確計(jì)量，并且也能在現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境，無法滿足傳統(tǒng)流量計(jì)使用的時(shí)候，給天然氣管輸計(jì)量，尋求一個(gè)合理的解決方案。
0引言
目前常用的天然氣計(jì)量方式有標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)和渦輪流量計(jì)等，而這些計(jì)量計(jì)有其自身的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的量程比小壓損大，并且對(duì)于技術(shù)會(huì)有高要求，而渦輪計(jì)量計(jì)容易受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的干擾，密度低的時(shí)候流量會(huì)下降升高，線性度變差并且容易產(chǎn)生腐蝕。
因此，為了促進(jìn)這些問題的解決，在當(dāng)前天然氣計(jì)量之中開始著重加強(qiáng)對(duì)于槽道式流量計(jì)的運(yùn)用，通過對(duì)于槽道式流量計(jì)的工作原理和特點(diǎn)分析，融合于天然氣計(jì)量需求，就能給一些特殊安裝環(huán)境以及運(yùn)行情況不穩(wěn)定的天然氣管輸計(jì)量提供相應(yīng)的參考。
1槽道式流量計(jì)工作原理分析
流量監(jiān)測(cè)工作開展中電子技術(shù)發(fā)展速度較快,二次儀表技術(shù)已經(jīng)獲得了發(fā)展，然而因?yàn)楣艿纼?nèi)的流體力學(xué)特征，不斷的使用，仍舊沒有受到人們關(guān)注，還保持原本狀態(tài)，從而導(dǎo)致這一問題已經(jīng)成為在相關(guān)技術(shù)發(fā)展之中，存在的主要問題，而不管使用哪種流量計(jì)在掌握實(shí)際的流量數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)時(shí)，都需要在流量計(jì)的上游了解標(biāo)準(zhǔn)管流，這在實(shí)際運(yùn)用環(huán)節(jié)比較困難，因此，整體計(jì)量結(jié)果不夠正確。
槽道流量計(jì)的運(yùn)行原理與孔板流量計(jì)較為類似，都是將流體的連續(xù)性方程和伯努利方程作為計(jì)算基礎(chǔ)，傳感器使用了紡錘體，固定支撐線和溫度，安裝附件等.
紡錘體在適當(dāng)?shù)奈恢蒙嫌休^長(zhǎng)的等直徑段以及測(cè)量管的內(nèi)壁會(huì)構(gòu)成均衡的環(huán)道，在被測(cè)試的流體來到傳感器后會(huì)經(jīng)過節(jié)流紡錘體，然后再進(jìn)入到通道中，讓通道的流體使用主流鍵和管道內(nèi)壁形成的環(huán)道流體兩邊，開始重新形成環(huán)道里的流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，保持著勻速分布的槽道流態(tài)，在流速變快的時(shí)候壓力就會(huì)降低。節(jié)流鍵的前半部與中間部分會(huì)構(gòu)成壓力差，那么按照壓力差和流量的函數(shù)關(guān)系，可以幫助我們了解流體流量，所以其也屬于差壓式流量計(jì)。
在安裝紡錘體的時(shí)候，要沿著中軸線考慮力學(xué)相關(guān)的原理內(nèi)容，從而使其具有更加完善的流線性，防止產(chǎn)生流動(dòng)分離現(xiàn)象，并且對(duì)于流體的阻力也會(huì)最小。紡錘體中間和側(cè)流管的內(nèi)壁上會(huì)構(gòu)成均勻分布的槽道，流量計(jì)壓力是來自紡錘體前半部分，測(cè)量的管壁位置形成低壓是因?yàn)楹蟀氩糠�。測(cè)流體接近紡錘體時(shí)，速度會(huì)產(chǎn)生很大的變化，流到紡錘體頭部時(shí)，速度會(huì)因?yàn)榱Χ日{(diào)整增加而變大。流體到達(dá)環(huán)形槽道后的整體速度，呈現(xiàn)了規(guī)律性特點(diǎn)，壓力的分布更加精準(zhǔn)，環(huán)形隧道的整體壓力會(huì)因?yàn)檩S線位置出現(xiàn)下降，保持穩(wěn)定狀態(tài)，基本上不會(huì)形成脈動(dòng)。
紡錘體前后支撐片，會(huì)按照飛機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)觀念進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此擁有顯著的流線性特征，阻力也會(huì)變小，會(huì)鞏固紡錘體，固定在管道上，形成對(duì)稱。
2槽道流量計(jì)的性能特點(diǎn)分析
2.1精度比較高，擁有良好的重復(fù)性
槽道流量計(jì)的節(jié)流鍵設(shè)計(jì)較為特別，在整體流動(dòng)速度控制上可以自主調(diào)整，所以槽道流動(dòng)的環(huán)形通道會(huì)保證取壓點(diǎn)，整體壓力趨于平穩(wěn)。節(jié)流裝置保證了流體的通暢，不會(huì)產(chǎn)生分流問題和漩渦問題也沒有附加壓力，產(chǎn)生整體節(jié)流裝置的特點(diǎn)，會(huì)使差壓變送器正確切輕松的獲取較為穩(wěn)定的壓力差，整體的測(cè)量精度大概在±0.5%，重復(fù)性在0.2以下，這里的重復(fù)性的含義是說氣體與蒸汽測(cè)量環(huán)節(jié)形成的數(shù)據(jù)，液體測(cè)量環(huán)節(jié)的精度大概在±0.2%，重復(fù)性優(yōu)于0.1%，呈現(xiàn)了流量計(jì)的基礎(chǔ)性能，就是測(cè)量結(jié)果正確。
2.2流量范圍大，量程比寬
若流量計(jì)測(cè)量的流量比數(shù)值大的時(shí)候系數(shù)會(huì)形成常數(shù),流量很小時(shí)由于流體粘性問題形成非線性，就會(huì)讓流量計(jì)的非線性整體范圍縮小，而系數(shù)也會(huì).在整體流量數(shù)值上保持穩(wěn)定的值。在小流量非線性數(shù)值范圍下的流量計(jì)自身會(huì)呈現(xiàn)重復(fù)性特征，所以計(jì)量結(jié)果也比較正確。槽道流量計(jì)的壓力信號(hào)始終較為穩(wěn)定，單表量程比可以達(dá)到10:1，按照不同的特殊需求，甚至可以達(dá)到15:1.
2.3無直管段要求，擁有較強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)力
在流量計(jì)測(cè)量的精度上以及穩(wěn)定性上管道流動(dòng)具有重要影響，但想要呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)難度較高,需要首先安裝和管道相對(duì)比要長(zhǎng)出許多的直管段，在流量計(jì)前方，還需安裝消耗能量的流動(dòng)調(diào)節(jié)器，并且對(duì)管道的長(zhǎng)度進(jìn)行縮短，并且即便完成了這一工序，能夠發(fā)揮的實(shí)際效果還較為有限。因?yàn)椴鄣懒髁坑?jì)在使用過程之中，能迅速的直接將管道的流動(dòng)過程呈現(xiàn)規(guī)律化，所以紡錘體在這-環(huán)節(jié)能發(fā)揮整流功能，把流量計(jì)遭受的由于直管段長(zhǎng)度不足無法正常使用的問題解決,使其能夠使用的地區(qū)多，也能幫助企業(yè)減少安裝中的成本投入。
2.4降低永久性壓力損失
使用槽道流量計(jì)，能令流體在經(jīng)過節(jié)流件紡錘體時(shí)更加通暢，整體流動(dòng)過程不會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)分離問題，也不會(huì)形成漩渦。節(jié)流裝置在流體流動(dòng)層構(gòu)成的阻力是摩擦阻力，紡錘體經(jīng)流體流過后，通常壓力會(huì)直接恢復(fù)，在形成更大壓差過程里還能合理降低壓力損耗，相較于侵占通道的流量計(jì)的壓力損失小很多，只有孔板流量計(jì)測(cè)量損耗的30%，相較于V錐流量計(jì)，只有50%的損耗，與文丘里管比較相似用。流量變大的時(shí)候，壓力的損失反而會(huì)變.小，這也是其他的流量計(jì)不可能達(dá)到的明顯優(yōu)勢(shì)，是槽道流量計(jì)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
2.5保持流量系數(shù)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)
在對(duì)槽道流量計(jì)紡錘體設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化后，能構(gòu)建完善的流線性測(cè)量過程，長(zhǎng)久使用環(huán)境下流體沖擊的磨損情況減少，使槽道流量計(jì)日常使用環(huán)節(jié)整體流量系數(shù)更為精準(zhǔn)固定，不需反復(fù)調(diào)整。并且也能確保紡錘體上的前后兩個(gè)支撐片，更牢固正確在管道相應(yīng)位置上固定，具有軸對(duì)稱特征。而支撐片是按照飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行完善的，因此擁有流線性特征，阻力較小，整體節(jié)流裝置牢固，擁有較強(qiáng)的抗荷載功能，設(shè)備運(yùn)用時(shí)間與管道使用時(shí)間相比較來說更長(zhǎng)。
槽道流量計(jì)包含的清洗作用，能讓節(jié)流件構(gòu)成較為完善的流線性，因而流量計(jì)中的顆粒狀的物體都不會(huì)停留，會(huì)直接跟隨介質(zhì)流動(dòng)而被帶走。目前其余節(jié)流設(shè)備存在著顯著的流動(dòng)分離等諸多問題，會(huì)導(dǎo)致使用環(huán)節(jié)，污染物堆積無法排出，阻塞裝置。這個(gè)也側(cè)面呈現(xiàn)了槽道流量計(jì)整體運(yùn)用狀態(tài)更為穩(wěn)定，并且能保持更長(zhǎng)的使用時(shí)間。
3槽道流量計(jì)的應(yīng)用效果分析
3.1槽道式流量計(jì)與孔板流量計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)
將兩種流量計(jì)串連在一起，運(yùn)用相關(guān)儀器記錄下每天兩種流量計(jì)測(cè)量出的數(shù)據(jù)結(jié)果，而通過對(duì)于這兩種數(shù)據(jù)內(nèi)容的分析對(duì)比，能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)差異。實(shí)驗(yàn)地區(qū)是我國(guó)的某天然氣外輸站計(jì)量，主要的內(nèi)容就是天然氣外輸量。經(jīng)過10天的數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)槽道流量計(jì)與孔板流量計(jì)的數(shù)據(jù)累計(jì)，綜合相對(duì)誤差保持在-1.4%。所以也可以證明，這兩種流量計(jì)整體的計(jì)量結(jié)果比較類似，在性能角度分析發(fā)現(xiàn)，這兩種流量計(jì)的使用結(jié)果，基本不會(huì)出現(xiàn)差異，可以相互代替使用。
3.2槽道流量計(jì)與渦輪流量計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)
將兩種流量計(jì)串連在一起，然后在天然氣施工現(xiàn)場(chǎng)安裝在對(duì)應(yīng)位置上，再記錄兩種流量計(jì)的每日數(shù)據(jù)內(nèi)容，計(jì)算二者之間構(gòu)成的誤差，對(duì)于二者進(jìn)行對(duì)比。
安裝地點(diǎn)是某天然氣采氣場(chǎng)，主要作用就是計(jì)算天然氣的日均消耗量。二者對(duì)比分析以后能夠通過數(shù)據(jù)得知，槽道流量計(jì)和渦輪流量計(jì)的計(jì)量，兩種流量計(jì)的數(shù)值對(duì)比差距在-0.5%，所以這兩種流量計(jì)的整體計(jì)算結(jié)果基本上是一致的，而在最后幾天的計(jì)量結(jié)果則是完全一致的，因此，在實(shí)際使用環(huán)節(jié)，不論是使用哪種流量計(jì)，整體結(jié)果上不會(huì)存在過大的差異，前置管段長(zhǎng)度能夠降低到5D。
3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
通過上述實(shí)驗(yàn)分析得知，槽道流量計(jì)的自整流功能，能對(duì)于其他流量計(jì)在安裝環(huán)節(jié)，要求直管段很長(zhǎng)的問題進(jìn)行解決，讓直管段長(zhǎng)度降至5D實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)使用過程之中，這一結(jié)論也充分得到了證實(shí)。然而對(duì)這兩種流量計(jì)展開對(duì)比分析,能夠發(fā)現(xiàn)，無論是哪種流量計(jì)，最終記錄出來的結(jié)果，都是比較類似的，所以市面上比較常見的幾種流量計(jì)，在實(shí)際的天然氣流量計(jì)量工作之中，都可以很好的發(fā)揮效果。
通過幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，能夠得知槽道流量計(jì)擁有性能穩(wěn)定、故障率比較低、顯著抗干擾能力、精度高等諸多特點(diǎn)。
3.4槽道流量計(jì)應(yīng)用分析
在槽道流量計(jì)長(zhǎng)久運(yùn)用過程之中，通過觀察能夠發(fā)現(xiàn)，將槽道式流量計(jì)運(yùn)用在天然氣計(jì)量中，有以下幾點(diǎn)應(yīng)用效果。
第一，實(shí)際運(yùn)用環(huán)節(jié)，槽道式流量計(jì)對(duì)于安裝直管段和安裝同心度，沒有較為嚴(yán)格的技術(shù)要求，在直管段長(zhǎng)度不足的情況下，仍舊能夠較為穩(wěn)定的狀態(tài)開展正確的測(cè)量工作，比較匹配于企業(yè)的管線密集以及位置狹窄區(qū)域的安裝。
第二，經(jīng)過長(zhǎng)久對(duì)于計(jì)量數(shù)據(jù)的比對(duì)與測(cè)試，能夠發(fā)現(xiàn)槽道流量計(jì)的測(cè)量正確性高，并且擁有寬泛的量程比，測(cè)量的精度與其他的差壓式流量計(jì)比較而言更為正確，能夠使用在瞬時(shí)流量波動(dòng)比較大的介質(zhì)測(cè)量中。
第三，槽道式流量計(jì)在長(zhǎng)久運(yùn)用過程之中，始終保持著穩(wěn)定的狀態(tài)，沒有產(chǎn)生故障問題以及異常波動(dòng)，整體的運(yùn)行維護(hù)成本與超聲波流量計(jì)而言，擁有顯著優(yōu)勢(shì)，并且維護(hù)的成本比較低。
第四，由于槽道式流量計(jì)本質(zhì)上還是差壓式流量計(jì)，量值溯源能夠直接按照J(rèn)JG640-2016《差壓式流量計(jì)檢定規(guī)程》開展，和超聲波流量計(jì)對(duì)比來說，整體的檢定裝置資源比較多，運(yùn)用的檢定時(shí)間短，費(fèi)用也很低同第五，槽道式流量計(jì)不能在未知組分狀況下測(cè)量介質(zhì)的密度，因此組分的轉(zhuǎn)變比較大的環(huán)境下，就需要關(guān)注流量計(jì)計(jì)算機(jī)模塊組分值的修改和確定。因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間還不夠長(zhǎng)，所以槽道流量計(jì)節(jié)流件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體磨損情況，并沒有相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，問題的暴露還沒有達(dá)到充分狀態(tài)，現(xiàn)階段不能對(duì)于流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際耐用情況給出判斷，后續(xù)可以通過檢定機(jī)拆卸流量計(jì)完成檢查，檢測(cè)流量計(jì)不同部件的磨損情況，從而判定流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)的耐用性。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，槽道式流量計(jì)發(fā)揮自整流功能，解決傳統(tǒng)壓差流量計(jì)對(duì)于上下游較長(zhǎng)直管段的需求。企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)安裝條件復(fù)雜，很多環(huán)境都不能滿足傳統(tǒng)流量計(jì)的安裝需求，因此就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差，影響裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使生產(chǎn)運(yùn)行管理工作具有潛在風(fēng)險(xiǎn)，槽道流量計(jì)屬于全新的差壓式流量計(jì)，通過使用能夠發(fā)現(xiàn)擁有較強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)力，并且測(cè)量的精度較高，因此在企業(yè)復(fù)雜環(huán)境下，可以通過槽道式流量計(jì)的運(yùn)用，提高計(jì)量工作的質(zhì)量。
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