摘(zhāi)要:目前(qián)已存在的行業(yè)标(biāo)準中(zhōng),孔闆流(liú)量計理論計(jì)算公式繁(fán)多,計算(suàn)出的流(liú)量在(zài)實際(jì)應用時(shí)存在較(jiào)大誤(wù)差。文(wén)中通過(guò)對孔闆流量(liàng)計結(jié)構、測量原理進(jìn)行分(fèn)析,推(tuī)導出(chū)流量計算公式(shì),換算(suàn)出對應(yīng)的(de)标況下的(de)流量計算(suàn)方法(fǎ)。并與實際測(cè)量的流(liú)量(liàng)進(jìn)行(háng)了對比(bǐ),結果表明(míng),計(jì)算(suàn)誤差(chà)較小，驗證(zhèng)了該計(jì)算方法(fǎ)的有效性。
孔闆(pǎn)流(liú)量計(jì)是1種測(cè)量管(guǎn)道流體流(liú)量的裝置(zhì),因其具有(yǒu)結構簡單(dān),維修方便,性能穩定(dìng),使用可靠(kào)，适應惡劣環(huán)境等特點，廣泛應(yīng)用于(yú)天然(rán)氣長(zhǎng)輸管道氣體流(liú)量測量"。在不同(tóng)工況、不(bú)同轉(zhuǎn)速(sù)下能量頭、效率(lǜ)、功率(lǜ)與流量密(mì)切相關,在(zài)已知流量的前提下(xià),可以快速分(fèn)析壓縮機性(xìng)能。目(mù)前,已存在的孔闆流(liú)量計标準(zhǔn)中理論(lùn)計算公(gōng)式繁多(duō),标(biāo)況狀(zhuàng)态不明顯，且計(jì)算出的流量值(zhí)存在較大誤差”。
針對(duì)孔闆(pǎn)流量(liàng)計測(cè)量(liàng)原(yuán)理、結(jié)構、公(gōng)式來(lái)源進行分析,推(tuī)導出工況下正确的(de)流量計算公式(shì),然後換(huàn)算出對應的标況(kuàng)下的(de)流量,并将推導(dǎo)出的(de)公式寫人(rén)上(shàng)位(wèi)機程序,在(zài)上位機上實(shí)時(shí)顯示(shì)。根(gēn)據(jù)上位(wèi)機顯示(shì)的(de)實時人口流量,便可(kě)進一步分(fèn)析壓(yā)縮機(jī)的性能(néng),爲(wèi)壓縮機安(ān)全穩定運(yùn)行(háng)提(tí)供依(yī)據。
1孔闆流(liú)量計結(jié)構及流動過(guò)程
孔闆流量(liàng)計結構見圖(tú)1。
在管道裏插入(rù)1個與管軸垂直(zhí)的金屬闆，金屬(shǔ)闆中心爲(wèi)1個圓孔,孔的(de)中(zhōng)心位(wèi)于管道(dào)的(de)中心(xīn)線上,孔闆稱爲(wèi)節流元件。在孔(kǒng)闆進氣側距離孔闆1個(gè)管道直(zhí)徑的(de)位置,安裝1個(gè)測壓管(guǎn);在孔(kǒng)闆出(chū)氣(qì)側距離(lí)孔闆半個(gè)直徑(jìng)的位置(zhì),安裝1個測壓管,測壓管(guǎn)測出(chū)管道内氣(qì)體2個壓力之差即爲上(shàng)位機顯(xiǎn)示的差(chà)壓，流體在孔闆流量計中(zhōng)流(liú)動過(guò)程見(jiàn)圖2。
2孔闆流量(liàng)計差壓與流量的關(guān)系換(huàn)算
将(jiāng)工況(kuàng)狀态(tài)下的氣體流量轉(zhuǎn)化爲标況下的氣體流量。結合廠家提(tí)供的數據參數(shù),并查閱相(xiàng)關文獻推導出2種方(fāng)法可(kě)求壓(yā)縮機組進口流量,然(rán)後對這(zhè)2種(zhǒng)方法(fǎ)進行比較(jiào)分析(xī),最終确定出1種(zhǒng)優的計算(suàn)分析方(fāng)法。标況下氣(qì)體體積計算方(fāng)法:
其中,p0、v0、t0、p0、m0分(fèn)别爲标準狀況(kuàng)下的壓力、體積(jī)、溫度(dù)、密度(dù)和質量;p、v、t、ρ、m爲(wèi)工況狀态下的壓力、體積、溫度(dù)、密度和質(zhì)量。可(kě)得标(biāo)準狀(zhuàng)況下(xià)的流量q0爲:
設p3、q3、t3爲(wèi)标準大氣(qì)壓,20℃時(shí)下的壓力(lì)、體積(jī)、溫度,則(zé)p3=101325pa,t3=293.15k。又因ρo=(1-0.00446c)x1.293,因(yīn)此:.
3結(jié)果與讨論
3.1方(fāng)法選(xuǎn)擇對比(bǐ)
上述2種(zhǒng)方(fāng)法均(jun1)可在線監測、實(shí)時性好(hǎo),将(jiāng)2種方(fāng)法進(jìn)行對(duì)比分(fèn)析(xī),結(jié)果(guǒ)見(jiàn)表1。
從(cóng)表1可(kě)以看出,方(fāng)法1計算(suàn)簡單,快(kuài)速，誤(wù)差(chà)較小,可(kě)在上位機進行流(liú)量的實時監(jiān)測，且計(jì)算所需(xū)參數(shù)容易獲得(dé),對于壓(yā)縮機的(de)實時(shí)性(xìng)能分析(xī)起(qǐ)到重(zhòng)要作用(yòng);方法2不(bú)僅推導過程複雜(zá)，計算速度慢,且涉及(jí)參數(shù)較多(duō)。故選(xuǎn)擇方法一(yī).作爲(wèi)流量計算(suàn)的優方法(fǎ)5-51。
壓縮因子(zǐ)是天然氣(qì)最重要的(de)物性參數(shù)之--，對天(tiān)然氣的(de)勘探(tàn)、開發、輸送(sòng)、計量(liàng)等(děng)等方面起到(dào)重要作用(yòng)。文中(zhōng)壓縮因子(zǐ)的計(jì)算方法采(cǎi)用美國煤氣協會(aga)提(tí)出的(de)aga8-_92dc方程(chéng)。
3.2方法(fǎ)實施
以某(mǒu)場站壓縮機爲(wèi)例,孔闆設計參數:設計壓力爲6.645mpa,設計溫度(dù)t。爲290.15k,由(yóu)aga8-92dc方程确(què)定的壓(yā)縮因子爲0.86103,設計(jì)流(liú)量爲383280m3/h(标況0℃、101.325kpa)。但(dàn)是流(liú)量計(jì)計算流量(liàng)時(shí)爲(wèi)20℃、101.325kpa,經換算爲.20℃時(shí)設計流量爲(wèi)411595.338m3/h。
給(gěi)定任--絕(jué)對壓(yā)力和絕對(duì)溫度,采用(yòng)安(ān)裝的流量(liàng)計算機(jī)中的(de)軟件,采用aga8-92dc方程确定，壓縮(suō)因子,計算出标(biāo)況下體(tǐ)積流(liú)量(liàng):
在已(yǐ)知絕對壓(yā)力、，絕(jué)對溫度、壓縮因子和差壓量，的情況下,便(biàn)可快速準确計(jì)算出(chū)标況(kuàng)下的(de)體積流(liú)量見表(biǎo)2。
3.3方法驗證
爲了驗證提出方法(fǎ)的可靠性(xìng),查找(zhǎo)該站(zhàn)壓縮(suō)機2016年(nián)12月份到(dào)2017年1月份(fèn)的運(yùn)行數據。在此期(qī)間,西門子(zǐ)壓縮機及相關(guān)輔助設(shè)備(bèi)運行穩定(dìng),且(qiě)工況點(diǎn)易于确(què)定(dìng)。場站(zhàn)的實際流量通(tōng)過接氣(qì)的總流(liú)量減去各分輸(shū)站的支(zhī)路流量(liàng)所得5]。将計算所(suǒ)得(dé)流量(liàng)與實際(jì)流量(liàng)進行(háng)對比(bǐ)見表3。
由表(biǎo)3可知(zhī),在實(shí)際工況下(xià),計算設(shè)計方法(fǎ)誤(wù)差較(jiào)小,因此(cǐ)具有實際應用價值。
4結論
經過理論分(fèn)析、公式推導(dǎo)、實際驗算(suàn),得出了(le)孔(kǒng)闆流量計(jì)的流量(liàng)計(jì)算公式,該(gāi)公式(shì)将壓力(lì)、溫(wēn)度和(hé)壓縮因子(zǐ)的補償都考慮在内(nèi),計算結果準确,誤差(chà)較(jiào)小(xiǎo);且該(gāi)計算公式(shì)标明(míng)工況(kuàng)、标況(kuàng)狀态(tài),可防止操(cāo)作人(rén)員應用時(shí)出(chū)現(xiàn)混亂。在已(yǐ)知壓縮機進口絕對(duì)壓力(lì)、絕對溫度(dù)、壓縮因子(zǐ)和差(chà)壓的情況(kuàng)下，可(kě)快速計算(suàn)出進(jìn)口流量，進而可(kě)确定(dìng)壓縮機的壓比、效(xiào)率和功率。
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