脈動流的成因有很多,如在緊鄰增壓機出口處、控制閥頻繁操作時、管線振蕩時和管線中有漩渦等,有時壓力和溫度探測器產生的渦街也會形成脈動流。其特性是介質流動不穩(wěn)定,但周期性變化,流體在加速或減速過程中會影響葉輪旋轉速,但葉輪旋轉相對滯后,通俗可理解為“慣性”,由此對流量計的準確計量造成一定的影響。
1流量測量
現階段,脈動流的直接測量還存在很大困難,但可通過誤差方程分析、實驗室試驗和專業(yè)的脈動流量誤差檢測設備檢測分析某一特定脈動流的測量誤 差。前兩種方法基于脈動流的振幅和頻率的可測量性,振幅和頻率的測量可通過激光多普勒技術、熱線風速儀法等。專業(yè)的脈動流量誤差檢測設備已有設備制造廠家 在生產。
1.1誤差方程分析
通過對機翼理論的研究,可列出涉及慣量、夾角、葉輪半徑、角速度等參數的誤差運動方程,通過編程可求得針對某一特定渦輪流量計的不同振幅和頻 率脈動流的測量誤差。依據動量守恒定律,可列出包含流速、切線速度等參數的非線性微分方程,通過計算和分析可理論推導測量誤差。
1.2實驗室試驗
現場實測脈動流的特性,采用已知標準體積壓縮空氣,在實驗室模擬脈動流,將測量值與標準體積進行對比,分析測量誤差。
1.3誤差檢測設備檢測
一種燃氣脈動流誤差檢測設備,可較精確地測得脈動誤差值,但暫未在山西省廣泛應用。在絕大多數燃氣公司的實 際運行管理過程中,脈動流的特性參數無法在日常運行監(jiān)測數據中獲取,因此,主要定性地說明脈動流對渦輪流量計計量偏差的影響。
2測量誤差
已有很多學者針對脈動流對計量的影響進行了研究。分析結果可知,由于葉輪受流體加速影響小,受流體減速影響大,計量始終存在正供銷差。此外, 正供銷差取決于脈動流的振幅和頻率,整體來說,如果脈動流頻率大于葉輪角頻率時正供銷差值較大,脈動振幅增大時正供銷差值也隨之增大。
3脈動流對計量結果影響
A分輸站渦輪流量計距離上游非常近的壓縮站(往復式壓縮機增壓)不到7km,且該分輸站工藝布置緊湊。據實地測量,流量計上游直管段長度約為DN6(DN為渦輪流量計口徑,mm),下游直管段長度約為4Dn。此外,7km管道沿線地勢高低不平,加之煤層氣氣質水含量較大,導致在低洼處極易形成 積液,積液也會造成脈動流。2014年8—10月期間,下游公司發(fā)現正供銷差持續(xù)增大時,對A分輸站和B分輸站的渦輪流量計進行了標定,但標定結果均為合格。隨后下游公司在2014年11月5—7日對A至B分輸站段管線進行了清管作業(yè),共清出污水雜質約23t,清管完成后正供銷差明顯減小。清管前后實際供銷差數據如表6所示。
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