避免孔板流量計(jì)在低壓力差下的測(cè)量誤差

1、避免孔板流量計(jì)在低壓力差下的測(cè)量誤差避免孔板流量計(jì)在低壓力差下的測(cè)量誤差1.0隨著近年的天然氣行業(yè)管制的撤銷，密閉輸送和清訖成為為降低成本的領(lǐng)域。確定在天然氣流量計(jì)量誤差的原因，可以減少與計(jì)量偏差有關(guān)的成本，有利于整個(gè)天然氣行業(yè)。想想看，在美國(guó)每年約有20至70萬(wàn)億立方英尺的天然氣需要計(jì)量。假設(shè)被測(cè)氣體的平均價(jià)值是2美元每千立方英尺，由于測(cè)量的誤差漏掉的氣體中降低僅為0.01％，每年將節(jié)省500萬(wàn)至2000萬(wàn)美元。2.0最近在西南研究院

2、（SWRI）的設(shè)立的研究項(xiàng)目旨在幫助降低傳統(tǒng)的流量計(jì)的測(cè)量誤差的成本。GTI（天然氣技術(shù)研究所）主辦的該項(xiàng)目，試圖量化由于異常條件和已知的操作影響產(chǎn)生的測(cè)量誤差。對(duì)于孔板流量計(jì)，感興趣的話題之一是在壓力波動(dòng)和測(cè)量誤差引起的低壓差下流量系數(shù)的誤差。許多孔板流量計(jì)的用戶設(shè)置一個(gè)較低的流量限制，即天然氣流量最大范圍的10％。此限制通常相當(dāng)于10至20英寸水柱差產(chǎn)生的壓差。（10英寸水柱到20英寸水柱）。然而，低如0.1英寸水柱的差壓經(jīng)常可變生

3、產(chǎn)設(shè)施顯著時(shí)期被采集，或在其他領(lǐng)域的孔板不能輕易更換以適應(yīng)天然氣氣量的變化。3.0天然氣工業(yè)的成員已對(duì)低壓差測(cè)量誤差關(guān)注多年。本文介紹了最近在西南研究院的測(cè)試，并提供了低壓差下的誤差來(lái)源和數(shù)量的深刻說(shuō)明。壓差限制的歷史壓差限制的歷史當(dāng)?shù)谝粰C(jī)械鋼筆和圖表記錄用來(lái)記錄在孔板處的壓差，當(dāng)前的壓差限定在20英寸到100英寸水柱（注釋5）。這些邊界職以記錄儀的機(jī)械限制為基礎(chǔ)。下限受多數(shù)參考數(shù)據(jù)（資料）用于形成ReaderHarrisGallagh

4、er方程這個(gè)事實(shí)影響，這個(gè)方程所采用的時(shí)在20英寸以上水柱的壓差時(shí)的流量系數(shù)。由于20英寸以下水柱時(shí)的數(shù)據(jù)缺乏，從而降低了低壓差對(duì)RG方程的影響，既不是固體流量也不是氣體流量。4.0在20世紀(jì)80年代，電子測(cè)量設(shè)備使孔板流量計(jì)能適用與更大壓差范圍。具有更高壓差參數(shù)的孔板流量計(jì)的拓展已經(jīng)被最近美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)工作組解決（注釋6）多數(shù)用于生產(chǎn)RG方程（注釋4）的數(shù)據(jù)都采用100英寸到1000英寸間水柱所產(chǎn)生的壓差來(lái)支持這個(gè)拓展。5.0相比之下

5、，再10英寸的水柱之下RG回歸數(shù)據(jù)只有一小部分被采用，對(duì)于低壓差數(shù)據(jù)不存在指南。在此范圍內(nèi)測(cè)量精度應(yīng)更受關(guān)注，否則壓差測(cè)量中可接受誤差可能干擾準(zhǔn)確性。由于壓差在0到250英寸水柱間變化，滿量程的0.1％標(biāo)準(zhǔn)誤差等同與0.25英寸的水柱。再變送器工作范圍內(nèi)，0.25英寸的水柱是令人滿意的。然而，對(duì)于一個(gè)測(cè)量過(guò)的10英寸水柱差壓，0.25英寸水柱的誤差轉(zhuǎn)化成壓差的2.5％的誤差和1.25%的流率，現(xiàn)在變得顯著了。4.0第三個(gè)誤差的來(lái)源是由于

6、動(dòng)態(tài)壓差的波動(dòng)，與流動(dòng)環(huán)境有關(guān)，必須對(duì)重復(fù)的流量計(jì)量進(jìn)行估計(jì)。天然氣管道內(nèi)的局部動(dòng)蕩不穩(wěn)定的氣流很容易通過(guò)氣流計(jì)或其他實(shí)驗(yàn)室儀器觀察到。這些波動(dòng)也放映在壓差的時(shí)間軌跡上，影響個(gè)別壓差測(cè)量值和平均值。如果質(zhì)量流率的測(cè)量依賴于校準(zhǔn)過(guò)程（例如，音速噴嘴），這些波動(dòng)會(huì)增加標(biāo)定的流量系數(shù)。5.0圖2給出了所有測(cè)試壓差數(shù)據(jù)組的標(biāo)準(zhǔn)差的大小這些動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)估值和流速的降低值相伴，并且在最低流速時(shí)遠(yuǎn)小于0.1PSI。請(qǐng)注意，這些波動(dòng)獨(dú)立于變速器和調(diào)試誤

7、差，是不變的。但在低端，這些不穩(wěn)定性影響仍然被放大。當(dāng)壓差的標(biāo)準(zhǔn)差用壓差的百分比來(lái)表示時(shí)這變得很明顯。圖3顯示了在所有測(cè)試的壓差的百分比標(biāo)準(zhǔn)偏差。而且，SDP在低壓差下變化最大，在10英寸水柱以下時(shí)變化經(jīng)常超過(guò)0.5%。當(dāng)?=0.5時(shí)，由波動(dòng)引起的百分比散射測(cè)量與靜態(tài)測(cè)量誤差具有相同的順序由波動(dòng)引起的百分比散射測(cè)量與靜態(tài)測(cè)量誤差具有相同的順序6.0與壓差標(biāo)準(zhǔn)差一樣，在最低壓差下，孔板流量計(jì)測(cè)量流量的波動(dòng)會(huì)增加。盡管在低流速時(shí)，流動(dòng)的動(dòng)態(tài)

8、波動(dòng)最小，流量測(cè)量對(duì)動(dòng)力最敏感和在這個(gè)地方最易產(chǎn)生誤差。測(cè)試結(jié)果測(cè)試結(jié)果?????比率為0.50，0.67和0.75的三個(gè)孔板決定了流量系數(shù)和誤差。測(cè)試過(guò)程包括雷諾數(shù)范圍，從0.2英寸的水柱到215英寸的水柱的壓差。圖4顯示了流量系數(shù)和雷諾系數(shù)下及b=0.67孔板測(cè)試的散點(diǎn)分布。與方程對(duì)應(yīng)的曲線也顯示了的數(shù)據(jù)的相似性。RG方程的95％置信界限，這是大約0.5％，也說(shuō)明了平均測(cè)量Cd參數(shù)下的誤差的相似性。2.0對(duì)于6.4英寸以下的水柱壓差