脈動(dòng)流的成因有很多，如在緊鄰增壓機(jī)出口處、控制閥頻繁操作時(shí)、管線振蕩時(shí)和管線中有漩渦等，有時(shí)壓力和溫度探測器產(chǎn)生的渦街也會(huì)形成脈動(dòng)流。其特性是介質(zhì)流動(dòng)不穩(wěn)定，但周期性變化，流體在加速或減速過程中會(huì)影響葉輪旋轉(zhuǎn)速，但葉輪旋轉(zhuǎn)相對滯后，通俗可理解為“慣性”，由此對氣體渦輪流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)量造成一定的影響。
1、流量測量
現(xiàn)階段，脈動(dòng)流的直接測量還存在很大困難，但可通過誤差方程分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和專業(yè)的脈動(dòng)流量誤差檢測設(shè)備檢測分析某一特定脈動(dòng)流的測量誤差。前兩種方法基于脈動(dòng)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(shù)、熱線風(fēng)速儀法等。專業(yè)的脈動(dòng)流量誤差檢測設(shè)備已有設(shè)備制造廠家在生產(chǎn)。
1.1誤差方程分析
通過對機(jī)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(shù)的誤差運(yùn)動(dòng)方程，通過編程可求得針對某一特定渦輪流量計(jì)的不同振幅和頻率脈動(dòng)流的測量誤差[3]。依據(jù)動(dòng)量守恒定律，可列出包含流速、切線速度等參數(shù)的非線性微分方程，通過計(jì)算和分析可理論推導(dǎo)測量誤差[4]。
1.2實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)
現(xiàn)場實(shí)測脈動(dòng)流的特性，采用已知標(biāo)準(zhǔn)體積壓縮空氣，在實(shí)驗(yàn)室模擬脈動(dòng)流，將測量值與標(biāo)準(zhǔn)體積進(jìn)行對比，分析測量誤差。
1.3誤差檢測設(shè)備檢測
一種燃?xì)饷}動(dòng)流誤差檢測設(shè)備，可較精確地測得脈動(dòng)誤差值，暫未在山西省廣泛應(yīng)用。在絕大多數(shù)燃?xì)夤镜膶?shí)際運(yùn)行管理過程中，脈動(dòng)流的特性參數(shù)無法在日常運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取，因此，主要定性地說明脈動(dòng)流對渦輪流量計(jì)計(jì)量偏差的影響。
2、測量誤差
已有很多學(xué)者針對脈動(dòng)流對計(jì)量的影響進(jìn)行了研究。分析結(jié)果可知，由于葉輪受流體加速影響小，受流體減速影響大，計(jì)量始終存在正供銷差。此外，正供銷差取決于脈動(dòng)流的振幅和頻率，整體來說，如果脈動(dòng)流頻率大于葉輪角頻率時(shí)正供銷差值較大，脈動(dòng)振幅增大時(shí)正供銷差值也隨之增大。
3、脈動(dòng)流對計(jì)量結(jié)果影響
A分輸站氣體渦輪流量計(jì)距離上游最近的壓縮站（往復(fù)式壓縮機(jī)增壓）不到7km，且該分輸站工藝布置緊湊。據(jù)實(shí)地測量，流量計(jì)上游直管段長度約為6Dn（Dn為渦輪流量計(jì)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(zhì)水含量較大，導(dǎo)致在低洼處極易形成積液，積液也會(huì)造成脈動(dòng)流。
2014年8—10月期間，下游公司發(fā)現(xiàn)正供銷差持續(xù)增大時(shí)，對A分輸站和B分輸站的渦輪流量計(jì)進(jìn)行了標(biāo)定，但標(biāo)定結(jié)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(jìn)行了清管作業(yè)，共清出污水雜質(zhì)約23t，清管完成后正供銷差明顯減小。清管前后實(shí)際供銷差數(shù)據(jù)如表6所示。
除此之外，通過日常運(yùn)行監(jiān)測，供氣瞬時(shí)流量每次顯示數(shù)據(jù)都在變化，且在一定時(shí)間內(nèi)在1個(gè)值上下頻繁波動(dòng)（波動(dòng)幅度約為±20%）。綜合上述情況，該輸氣管道存在脈動(dòng)流的可能性很大。脈動(dòng)流會(huì)造成正供銷差影響，對下游接氣單位不利，因此有必要對脈動(dòng)流的影響進(jìn)行修正。 |
