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LNG计量中影响质量流量计精度的主要因素

时间:2024-06-10 08:33:40 点击:51次

1、液体内含有气体的影响

当液体中含有大量气体时,会对计量结果产生显著的影响。在高压下,气泡在流过仪表时,由于撞击而破碎,易引起仪表内壁的凹陷,从而对仪表造成损害,在使用时,极易引起仪表零点偏移,增加仪表的计量误差。

试验结果显示,当气泡含量为1%(容积)时,其计量精度可达1%~2%,而当气泡含量为10%(容积)时,其计量精度可达15%~20%。液体中出现气体的原因有:一是液体自身含气,在工作状态不平稳时液体易把通过管道、设备高点的气带入到质量流量计中;二是一般站场都在进料口安装了控制阀门,以实现对流量或压力的调整,而在伯努利方程的基础上可知,在阀门开启角度过小时,阀门前、后压力差异过大时,阀门后压力降低,流量增加,容易出现气穴现象;三是由于流量中的液体温度过高,压力过低,使液体中的蒸汽压力小于介质中的饱和蒸汽压,因而生成气体。

2、安装条件及工作环境影响

质量流量计的工作原理是液体在计量管道中流动,在管道中形成科里奥利力,从而达到计量目的,所以需要对安装过程进行严格控制,确保在没有应力的情况下进行安装。但在安装作业中,因为安装引起的应力是不可避免的。

(1)应力对质量流量计的影响。如果存在留置位置太大或太小、两边管道的接触面太高或太低、在安装时用力过猛,都会引起两边管道的拉力、挤力和剪力,这些都会引起质量流量计内部的振动管发生扭曲,进而引起流量计的零位漂移,从而影响计量精度。

(2)振动的影响。在质量流量计工作时,由于上游和下游管道的振动、或者其他流量计工作时的振动,使流量计的振动管接收到有余量的振动,就会影响流量计的计量精度。

(3)若质量流量计设置在与变压器设备等较大干扰源距离较近的位置或在流量仪表的周围安装有电机、变压器、发射器、高压电缆等电磁装置时,可能会受到磁场和RF的干扰,进而引起计量信号的偏移,影响质量流量计的读取,从而对流量仪表的计量产生不利影响。

因此,在进行质量流量计的安装工作时,要对安装位置进行合理选择,要避开振动设备和强电磁场。

3、温度因素的影响

从理论上讲,介质温度对质量流量计的影响是微乎其微的,但通过多项试验可知,介质温度会对计量精度产生较大的影响,可以从下面几个角度来证明。

(1)计量原理。根据测量原理,在测量过程中,测量管道的弹性模量会随温度的变化而变化,在温度发生改变时,测管内的硬度将发生改变,从而对计量的精度产生一定影响。

(2)温度对流量计零点产生的影响。如果温度发生改变,则会由于量程的改变,导致量程的零点发生改变,从而产生量程偏差。以零点计量为例,如果是在-192~-100℃的极低温度下进行,将对液化天然气计量的准确性产生极大影响。在整个液化天然气充填期间,每一单位流量是10~45 kg/min,相应的平均流量是25kg/min,在这样的工作环境中,零位漂移是0.1kg/min。因此,质量流量计因为介质温度因素导致的误差是不能忽略的,为了确保计量的准确性,必须做好温度补偿,确保LNG的计量准确性。

4、密封材料的影响

在低温工况下,采用质量流量计必须保证密封,这是满足液化天然气计量的基本要求。首先,要确保质量流量计的外壳中没有任何空气残留物,为此在实践中,某些质量流量计采用了充氦的方法,以满足以上工作需要。但随着时间的推移,问题就会逐渐显露,最终导致仪器的增益越来越低,直至失效。造成这一现象的根本原因是由于密封件本身的性质发生了变化,致使传感设备中的介质发生泄漏,使外部气体侵入,从而造成了质量流量计的失效。另外,在实际应用中,部分生产厂商从工艺设计方面着手,让传感器的密封口尽可能地远离LNG介质,或者从密封材料方面着手。总而言之,各个生产厂商都在努力寻求解决这一问题的最佳方法。

5、液体黏度的影响

在对油液进行流速计量时,液体黏度的不同将对计量结果产生直接影响。当液体具有高黏度时,其计量值有一定的偏差,但偏差的变化量很小;当液体黏度很低时,其计量值会出现负误差,且偏差变化量很大。在相同的密度、流量、压力、温度下,当稠度增加时,液体以一定速度流入流量计,液体的动能将相应增加,由能量守恒定律可知,当管道经过振动时,所引起的柯氏力将发生改变,进而对计量精度造成影响。

6、工艺波动的影响

工艺波动对质量流量计精度影响显著。工艺波动是指测量对象的容积流量、工作压力、测量温度、满管状态等参数无规律变化。对国内多地零散气回收领域采取“零储存”设计的橇装LNG装置的调查发现,其回收的评价井放空天然气具有井口压力波幅大、原料稳压性能差、气体流量变化快、过程温度调整频繁、液体非满管时间长的特征,受仪表响应时间、小流量切除等因素影响,计量误差超过15%。

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