X法氣體超聲波流量計濕氣流量測量特性研究.pdf

1、能源是當今社會發(fā)展的重要動力。作為十分常見且應用廣泛的能源,天然氣井口產(chǎn)出氣,煤層氣等都屬于濕氣范疇。為了更好地實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場濕氣的在線不分離計量,探索精度更高的濕氣流量測量方案,本研究選用X法氣體超聲波流量計作為研究對象,研究其用于濕氣流量測量特性。
　　介紹了X法氣體超聲波流量計的結(jié)構(gòu)和測量單相氣體的工作原理,并以此為基礎(chǔ),分析了在濕氣條件下,X法氣體超聲波流量計測量氣相體積流量的原理。借助均勻環(huán)狀流假設(shè),得到X法氣體超聲波流量

2、計測量濕氣流量的虛高與截面含氣率呈單值函數(shù)關(guān)系。測量或計算出截面含氣率即可通過該公式直接得到虛高,達到修正X法氣體超聲波流量計測量結(jié)果的目的。
　　以天津大學可調(diào)壓中壓濕氣流量實驗裝置為平臺進行了X法氣體超聲波流量計濕氣流量測量特性的實驗研究。測量結(jié)果表明,壓力以及氣相表觀流速不是影響測量虛高數(shù)值的大小以及測量虛高與L-M參數(shù)之間關(guān)系的主要因素;測量虛高數(shù)值的大小主要與L-M參數(shù)相關(guān),其關(guān)系具有普遍的規(guī)律性,即測量虛高隨L-M參數(shù)

3、的增大而增大;借助曼德漢流型圖分析了部分工況下液相的波動是造成虛高偏大和測量重復性波動的原因。
　　通過對比五種截面含氣率模型對測量虛高的預測結(jié)果,得到Armand-Massina模型的預測效果最優(yōu),并以此模型建立了 X法氣體超聲波流量計的虛高預測模型。該模型的平均相對誤差為3.98％,文中定義的模型不確定度為4.27%。另外,為了更好地反映管內(nèi)流動的實際情況,還建立了虛高與體積含氣率之間的關(guān)系式。
　　采用X法氣體超聲波流

4、量計與標準文丘里管串聯(lián)的組合方案測量濕氣流量,借鑒了ISO/TR11583技術(shù)報告中利用標準文丘里管的總壓損與前部差壓求解L-M參數(shù)的方法,并結(jié)合本研究建立的基于Armand-Massina模型的X法氣體超聲波流量計虛高預測模型,提出了適合實驗室工況的X法超聲—文丘里管組合的濕氣兩相質(zhì)量流量求解方法。
　　總結(jié)了V法、Z法和X法三類氣體超聲波流量計測量濕氣流量的特性和修正效果。比較了Z法與X法兩類直射式氣體超聲波流量計的測量效果,