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标准孔板计量方法

发布时间:2019-07-25 01:42 来源:未知 编辑:admin

  标准孔板计量方法_机械/仪表_工程科技_专业资料。讲述孔板的计量方法,及操作方法

  用标准孔板流量计测量天然气 流量 一、适用范围 ? 本标准规定了标准孔板的结构形式、技术 要求;节流装置的取压方式、使用方法、 安装和操作条件、检验要求;天然气在标 准参比条件下体积流量、质量流量以及测 量不准确度的计算方法;同时还给出了计 算流量及其有关不确定度等方面必需的资 料。 ? 本标准适用于取压方式为法兰取压和角接 取压的节流装置,用标准孔板对气田或油 田采出的以甲烷为主要成分的混合气体的 流量测量。 ? 本标准不适用于孔板开孔直径小于12.5mm, 测量管内径小于50mm和大于1000mm,直 径比小于0.1和大于0.75,管径诺雷数小于 5000的场合。 ? 对改建或新建的计量系统应满足本标准要 求。本标准不强调更新已建计量系统。如 果计量系统不满足本标准要求,由于流动 条件和上游直管不相适应,就可能存在计 量系统附加误差。 二、气流条件 ? 1)气流通过节流装置的流动应是保持亚音速的, 稳定的或仅随时间缓慢变化的。本标准不适用于 脉动流的流量测量。 ? 2)气流应是均匀单项的牛顿流体。若气体含有 质量成分不超过2%的固体或流体微粒,且呈均匀 分散状态,也可以认为是均匀单项的牛顿流体。 ? 3)气流流经孔板以前,其流束应与管道轴线平 行,气流流动应为充分发展紊流且无漩涡,管道 横截面所有点上的旋涡角小于2°,即认为无旋 涡。 ? 4)为进行流量测量,应保持孔板下游侧静 压力与上游侧静压力之比等于或大于0.75。 ? 5)可接受的速度剖面条件为:横截面上任 一点局部留苏与最大流速的必至于很长直 管段(超过100D)后管道横截面上流速比 值在5%之内一致。 三、标准参比条件 ? 本标准规定投入气体及流量计量的标准参 比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件 均为绝对压力Pn等于101.325kPa和热力学 温度Tn等于293.15K。也可以采用合压力 和合同温度作为参比条件。 四、安装要求 ? 1)节流装置应安装在两段具有等直径的圆 形横截面的直管段之间,在此中间,除了 取压孔、测温孔外,无本标准规定之外的 障碍和连接支管。直管段毗邻孔板的上游 10D(D为上游测量管内径,下同)或流动 调整器后和下游4Dde直管部分需机加工, 并符合本标准规定。 ? 2)符合上述所要求的最短直管段长度随阻 流件的形式和直径比而异,并随是否安装 流动调整器而不同,见图1。 五、直管段的条件 ? 1)直管段直度:节流装置用的直管应该是 直的。当与管道直线的偏差不超过其长度 的0.4%时,则认为管道是直的,通常情况 下只需目测检查。上下游直管段对接引起 管道直线的偏差也应不超过其长度的0.4%。 ? 2)直管段圆度和直径:直管段圆度在孔板 上下游侧距取压孔沿测量管轴向长度上各 为0.5Dde范围内,应实测。 六、温度计安装: ? 1)气流温度最好在孔板下游侧直管段外测 得,它与孔板之间的距离可等于或大于5D, 但不得超过15D。当环境温度与流体温度 相差过大,需要节流装置进行热绝缘。 ? 2)如应在孔板上侧安装温度计时,则温度 计与孔板之间的距离由温度计套管或插孔 直径按表2相应栏决定。 ? 七、对试验研究工作,孔板 上游侧的最短直管段长度至 少比表2中所列数值增加一 倍。 八、流动调整器 ? 1)流动调整器的作用可减少上游直管段的 长度,可通过满足附录B给出的合格性试验 或专用测试要求,用在任一上游阻流件的 下游。在任一条件下,测试流动调整器均 应采用孔板进行。 ? 2)管束流动调整器和Zanker整流板可用在 孔板上游的任一阻流件下游,以减少所需 上游直管段长度。 ? 3)当采用流动调整器时,温度计安装按上 述要求执行。如要在孔板上游侧安装时, 温度计套管或插孔直径距流动调整器上游 入口的距离应大于900mm。 九、应注意孔板在孔板加持器中的安 装方向,使气体从孔板的上游端面流 向孔板的下游端面。 ? 1)装配和夹紧的方法均应该保证孔板安装 在正确的位置上,且保持不变。当孔板装 在法兰之间时,要允许它自由热膨胀以避 免孔板翘曲和弯扭。 ? 2)为了满足安装要求,应将孔板、夹紧环和上 游侧10D(包括配对法兰)及下游侧4D(包括配 对法兰)的测量管部分先行配套组装,检验合格 后再装入管道与直管长度不足的部分连接,所产 生的沟槽应受到限制。应沿着直管段轴线平行方 向测量沟槽长度,当轴向长度小于或等于 6.35mm时,不受深度限制;当轴向长度大于 6.35mm沟槽深度应小于或等于0.02D。 ? 3)新装测量管路系统应在管道吹扫后再进行孔 板的安装。 ? 十、孔板:孔板在测量管内 的部分应该是圆的,开孔与 测量管轴线同轴,孔板的两 端面应始终是平整的和平行 的。 ? 1)上游端面A:孔板A面应 无可见损伤。 ? 2)下游端面B:应是平的且 与A面平行。 ? 3)孔板开孔厚度e应在 0.005D与0.02D之间。 ? 4)孔板厚度E应在e与 0.05D之间。 ? 5)边缘G,H和I ? 6)上游边缘G应无卷口、 无毛边、无目测可见的异常 现象。 ? 7)上游边缘G应是尖锐的。如果边缘半径 不大于0.0004d,无反射光束时,可认为是 尖锐的。 ? 8)孔板下游边缘H和I,应无毛刺划痕和可 见损伤。 ? 9)孔板下游边缘H和I处在分离流动区域内, 因而有它的品质要求,但低于对孔板上游 边缘G处的要求,因此有些细小的缺陷是 允许的。 ? 10)孔板开孔直径d: ? (1)在任何情况下,孔板开孔直径d均应 大于或等于12.5mm。直径比应在0.10— 0.75的范围内。 ? 在上述极限值之内,值由用户选择。 ? (2)孔板B面的外边缘部位应刻有表示孔 板安装的符号、出厂编号、安装位号、测 量管内径D和孔板开孔直径d的实测尺寸值。 ? 十一、孔板夹持器:分为法兰取压孔板夹持器、角接取压 孔板夹持器 ? 十二、天然气流量测量原理和计算方法 ? 1)测量原理 ? 天然气流经节流装置时,流束在孔板处形成局部收缩,从 而使流速增加,静压力降低,在孔板前后静压力差(差 压),气流的流速越大,孔板前后产生的差压也越大,从 而可通过测量差压来衡量天然气流过节流装置的流量大小。 这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程 为基础的。 ? 2)孔板开孔直径d、测量管内径D、直径比β和管径雷诺 数Re 的极限值应符合下列规定。 ? 孔径、管内径、直径比和雷诺数限值表 ? 法兰取压 角接取压 ? 相同点 ? d≥12.5mm ? 50mm≤D≤1000mm ? 0.10≤β≤0.75 ? 不同点法兰取压 Re ≥5000及Re ≥170 β 2D (D取mm) ? 而角接取压 Re ≥5000用于0.1≤ β ≤0.56 ? Re ≥1600 β 2D用于β 〉0.56 (D取mm) D 0 0 0 0 十三、附录:参数测量及信号引线)流量变化范围规定:采用特定量程测 量仪表的单台孔板流量计的范围度一般为1: 3,不得超过1:4;范围度超过上述规定时, 可采用多台不同量程的测量仪表、多路并 联孔板进行分段计量,或采用其他形式的 流量计。 ? (2)仪表量程选用规定 ? a 差压仪表量程:差压值宜在满量程的10 %~90%范围内。 ? b 压力仪表量程:被测压力较稳定时,工 作压力宜在满量程的30%~75%范围内; 被测压力波动较大时,工作压力宜在满量 程的30%~65%范围内。 ? c 温度测量仪表量程:天然气温度变化应 在等分刻度温度仪表满量程的30%~70% 内。 ? d 当仪表量程超过上述规定时,除更换仪 表外可采用下列方法进行调整:更换孔板 以调整直径比。本标准推荐使用阀式孔板 夹持器,以便实现快速更换和检查清洗孔 板;更换直管段(包括测量管)及相应的孔板; 改变操作压力。 ? 2)温度测量安装规定 ? (1)温度计安装位置应符合上述要求规定。 ? (2)温度计套管或插孔管应伸人管道至公称内 径的大约三分之一处,对于大口径管道(大于 300mm,温度计套管或插孔管会产生共振)温度 计的设计插入深度应不小于75mm。 ? (3)温度计插入方式可直插或斜插。斜插应逆 气流,并与直管段管道轴线)温度计插入处开孔内壁边缘应修圆,无毛 刺、无焊瘤突人直管段管道内表面。 ? 3)压力及差压测量规定 ? (1)在操作条件下的上游静压p1。(或下游静压p2)取自 孔板上游侧取压孔(或下游侧取压孔)。 ? (2)在操作条件下的差压△p取自孔板上下游取压孔。 ? (3)差压测量仪表宜与压力测量仪表的取压孔和导压管 分开设置,在保证双重连接不导致差压测量误差时,允许 将上游静压(或下游静压)取压口与差压测量仪表的上游(或 下游)取压口共用。阀(或阀组)应有封记,以防未经许可的 操作影响整个测量准确度。 ? (4)为避免差压、静压测量的错误,导压管与气分析的 取样导管不能共用。 ? 4)取压孔设置规定 ? (1)测量气体时,取压口应在管道上部与管道中 密封材料不得挤入取压孔内。取压短管不得突入法兰、夹 紧环的取压孔内表面。 ? (2)节流装置垂直安装时,取压孔可设在沿周的任何方 位上。 ? (3)取压回路采用直通式阀门及管件,其流通面积不应 小于取压孔处所采用的取压短管的流通面积。 垂线度的夹角范围内;测量蒸汽时,取压口 应在管道上部与管道水平中心线度的夹角范 围内;测量液体时,取压口应在管道下部与管道 水平中心线度的夹角范围内。安装取压短管时, 附 ? 常用温度换算公式: ? F=(℃×9/5)+32 ? ℃=(F-32)×5/9 ? K=℃+273.15 ? 式中:K—开尔文温度(热力学温度) ? ℃—摄氏温度 ? F—华氏温度 ? 所以K=(F-32)×5/9+273.15 ? F=(K-273.15)×9/5+32

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