一、現(xiàn)象
重慶某天然氣凈化廠入口原料氣(原井氣)采用 T型阿牛巴配多參數(shù)變送器測量。常用壓力 8MPa,常用溫度與大氣溫度相同。由于原料氣來自多口氣井,而不同的氣井產(chǎn)出的氣體組分差異很大,所以混合氣組分也變化較大。組分的變化引起平均密度變化,最后使得測量準(zhǔn)確度降低。
更麻煩的是在冬季,因?yàn)樵蠚庠谶M(jìn)廠之前只經(jīng)過粗處理,氣體中夾帶的微量凝析油在冬季呈液態(tài),清洗干凈的檢測桿用不了幾天,檢測桿上的正端取壓槽和負(fù)端取壓孔就會(huì)被焦油狀的凝析油堵死,以致無法測量。
二、分析
提問者所述的實(shí)例中,T型阿牛巴用不好,并非阿牛巴本身存在問題,而是該測量點(diǎn)流體的特殊性不適合用阿牛巴流量計(jì)測量。
該測量點(diǎn)被測介質(zhì)的特點(diǎn)是:
①組分經(jīng)常變化,引起流量計(jì)安裝處被測氣體密度變化,而阿牛巴流量計(jì)屬差壓式流量計(jì),其測量精確度與流體密度密切相關(guān);
②氣體在冬季有凝析油析出,堵塞取壓槽(孔)。
三、解決方法
(1)天然氣常用流量計(jì)選型指南
本實(shí)例所討論的問題是流量計(jì)的合理選型問題。在GB/T18603-2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》中,提供了一個(gè)天然氣常用流量計(jì)選型指南,如表2.24所列。
(2)關(guān)于流量計(jì)選型的討論
在表2.24所列的選型指南中,旋轉(zhuǎn)式容積流量計(jì)主要是氣體腰輪流量計(jì),現(xiàn)在已經(jīng)很少使用,因?yàn)橐卓?,而且只在小管徑測量點(diǎn)才會(huì)用。其余的就是渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲流量計(jì)和孔板流量計(jì)4種。若流體為供給最終用戶的天然氣,這4種流量計(jì)都能工作得很好,因?yàn)榱黧w既潔凈組分又穩(wěn)定。但在本例中,由于流體既不潔凈,組分又有很大波動(dòng),這就為流量計(jì)選型帶來困難。
① 孔板流量計(jì)
本實(shí)例中的介質(zhì)不適合用孔板流量計(jì)等各種差壓流量計(jì)測量。因?yàn)榻M分變化必然引起標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)介質(zhì)密度的變化,進(jìn)而使得工況條件下的流體密度P1難以確定??装辶髁坑?jì)中流體密度與流量之間的關(guān)系如下列式中所示。
在天然氣關(guān)口表的選型中,常常選用孔板流量計(jì),而流量計(jì)安裝處的天然氣組分也會(huì)有些許變化。但是有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,應(yīng)配備氣體成分分析儀并對氣體組分變化引起的誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。由于成分分析儀(一般為工業(yè)氣相色譜儀)價(jià)格昂貴,不適合本實(shí)例中的測量對象。
②渦街流量計(jì)
夏季由于流量計(jì)安裝處的介質(zhì)溫度較高,氣體中不會(huì)析出凝析油,渦街流量計(jì)肯定能使用得很好。但是冬季凝析油多的時(shí)候,焦油狀的凝析油粘附在旋渦發(fā)生體上,如果管道中再有灰塵或顆粒狀物體流過測量管,很容易在旋渦發(fā)生體的迎流面堆積,使儀表的流量系數(shù)變化。
③超聲流量計(jì)
表2.24中所列的超聲流量計(jì),一般為帶測量管段的插入式多聲道流量計(jì),精確度能達(dá)到0.5級,多用在門站作關(guān)口表使用。價(jià)格很高,而且冬令季節(jié)流體中的凝析油容易將超聲流量計(jì)的換能器污染,使信噪比變差,影響測量,顯然也不適合本實(shí)例中的測量對象。
④渦輪流量計(jì)
氣體渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便;外形尺寸相對較小;精確度高;重復(fù)性好;范圍度寬可達(dá)到15:1到25:1,在高壓輸氣的情況下,范圍度還可增大;其輸出為脈沖頻率信號,因此在同可編程流量顯示表配用時(shí),容易得到較小的系統(tǒng)不確定度。近幾年來,國內(nèi)已有不少儀表廠生產(chǎn)這種儀表,并在油氣田推廣應(yīng)用。
其不足之處是渦輪高速轉(zhuǎn)動(dòng),軸承與軸之間機(jī)械摩擦,壽命不是很長,因此應(yīng)注意潤滑,可利用制造廠所提供的潤滑手段,定期補(bǔ)給潤滑油。
另外,高速流動(dòng)的氣體中如果含有較大的固體顆粒,很容易將渦輪葉片打壞,因此,渦輪流量計(jì)前的管道上應(yīng)加裝過濾器。
儀表投運(yùn)步驟:如果計(jì)量回路裝有旁通閥,應(yīng)先開足旁通閥,然后開足上游切斷閥,再緩慢開啟下游切斷閥,最后緩慢關(guān)閉旁通閥。如果計(jì)量回路沒有安裝旁通閥,則應(yīng)先開足上游切斷閥,然后緩慢開啟下游切斷閥,防止渦輪受高速氣流沖擊而損壞。
本實(shí)例中的凝析油等對其他原理的流量計(jì)產(chǎn)生的是不利影響,而對渦輪流量計(jì)來說,產(chǎn)生的是有利影響,因?yàn)槲⒘康哪鲇陀欣谳S承與軸的潤滑,所以冬季不需另外注油。