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传输数量的不确定性决定了一体化孔板流量计的选择

作者: 来源: 发布时间:2018-09-20 09:47:08

    问:我很想知道为什么一体化孔板流量计不用于液体计量系统(用于贸易交接),而它们广泛用于燃气计量系统?是什么让孔板流量计成为燃气计量系统的可行、经济的选择?

    答:简短的回答是,两者都使用了孔口,但由于贸易交接(财政计量)是如此重要的话题,我将给出更详细的答案。

    流量计的选择可以基于政府法规,行业或国家标准以及合同协议,也可以得到API,AGA和ISO等组织的批准。

    转移的液体或气体量的可接受的不确定性决定了仪表的选择。不确定性是计量系统所有组件的误差之和。在体积流量计的情况下,这包括流量,压力,温度,密度,成分传感器,其A / D转换器的误差,以及计算传输的能量(非质量,但能量)的误差。碳氢化合物行业声称贸易交接在液体上的不确定性为±0.25%,在天然气服务上的误差为±1.0%或更好,但我认为这些数字过于乐观。

    表1列出了可用于测量碳氢化合物液体和气体的流量计。它们的准确性(如果它们的大小,安装和维护正确)以及其他主要特征。表1没有列出他们的第一次成本,因为在较大的交易中,与测量误差的成本相比,计量表之间的成本差异很小。

    例如,当石油价格为每桶60美元,而我们正在卸载一艘50万桶的油轮时,每个0.1%的不确定性相当于50,000美元。在数量较少的情况下,可以考虑仪表成本差异,并且如果精度不是关键,则可以仅通过测量液体的液位变化或气体的压力变化来确定没有流量计的转移量。

    典型的液体贸易交接滑移装置包括多个流量计(主计量表和操作计量表),流量计算机和仪表校准器。适用于42英寸以下的管道。直径(1.07 m),可以使用现场校准,API要求校准精度为0.02%。仪表校准器的体积针对塞拉芬罐进行校准,其精确体积可溯源至NIST。应经常进行重新校准,通常在批次转移之前,期间和之后进行。

图:在保管转移中使用的流量计

图:在保管转移中使用的流量计

    一体化孔板流量计仍广泛用于液体测量,并已使用多年。一体化孔板流量计的精度受安装细节的影响很大,并且通常可以通过安装不良来解释关于精度差的评论。

    各种仪表技术的优点和缺点是众所周知的,并且可用的技术已经改变。一个例子是科里奥利仪表如何变得越来越受欢迎,因为技术已经成熟并且竞争导致价格下降。很明显,仪表选择受管道尺寸的影响很大。我发现在一米直径的管道中很难想象科里奥利仪表和成本?

    国家和国际标准可能会影响决策。托管合同可能有限制选项的陈述。非技术人员可能会写下这些合同。

    我有偏见,但我的印象是销售人员倾向于在他们的目录中建议更昂贵的选择。

    在决策过程中,低估各种流量计的成本和安装细节是很常见的。准确性很高。

    我曾经开发过一个程序来帮助选择流量计。用户输入了有关流体和流量的信息。然后程序显示可能的仪表类型列表,包括成本,精度和永久压力损失。这带来了有趣的评论,挑战了估计的成本由于数据发生变化,维护成本会很高,因此对此计划的支持消失了。

    好问题,我们需要讨论这些事情。

    一体化孔板流量计测量精度最高为±4%。尽管如此,它还是用于液体的贸易转移多年,直到获得更好和更准确的仪器。今天,科里奥利流量计由于其高精度而成为液体流量贸易交接的标准,并且通常因为它直接测量质量流量而不是体积流量。它很昂贵,所以有时如果液体从罐子转移到罐子,罐子水平测量之前和之后用于液体的贸易转移。但是,这需要非常精确的液位测量。

    使用一体化孔板流量计测量气体流量并补偿温度和压力是天然气传输的典型特征,但仍然不能使其准确。在大多数情况下,天然气的低价值使得在更精确的气体流量测量上花费额外资金是不经济的。对于高价值气体,可以使用科里奥利流量计或高精度,正位移流量计。有时,气体的贸易交接是根据气体源(例如气缸)的压力变化计算的。

    一体化孔板流量计测量取决于伯努利定律,该法则将通过尖锐孔口的压降与体积流量相关联。压力下降在上游压力(在孔口之前)和由液体或气体通过孔口时增加的速度形成的静脉收缩处的压力之间。不幸的是,静脉收缩的位置随流速而变化,因此没有实际的方法来测量这种压降。我们尽我们所能,通常只是测量保持孔板的法兰上的压降,并取决于相关性(近似值)来估计静脉收缩处的压降,或者只是假设压力下降在孔口处与射流紧缩的孔口相同。

    一体化孔板流量计未用于液体保管计量的最大原因之一与以下有关:
    在启动期间,当流量稳定时,测量误差通常是不可接受的。系统关闭时也会发生同样的情况。
    确定孔板尺寸以保证贸易交接精度要求通常要求孔板设计和制造到极端公差,而不是每个公司都能做到。
    液体孔板的调节比将要求使用者在流动条件改变时具有太多可用的孔板。
    总而言之,尽管可以使用孔板进行贸易交接,但由于信号不稳定会导致会计错误,因此不推荐使用。孔板的设计和制造非常昂贵; 最后,如果贸易交接基于不同的流量,则增加了对额外孔板的需求。
 

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