石油化工生产现场根据不同的工况所使用流量仪表 种类很多,其中差压流量计因加工安装比较简单,内部无可动 部件,价格便宜等优势在石油化工领域广泛应用。本文结合自身多年的现场实践经验,针对现场差压流量计在安装和使用维 护过程中可能产生的测量误差的原因进行分析,并提出相应的 解决办法以供参考。
本人在中沧线德州分输站从事输气运行工作,该站计量系统主要有超声波流量计、压力变送器、温度变送器、流量计算机、前后直管段等组成。德州分输站采用的是DN100 四声道超声波流量计,该站计量系统主要有超声波流量计、压力变送器、温度变送器、流量计算机、前后直管段等组成。现就实际应用中常见的超声波流量计常见故障和处理方法进行列举。常见的误差原因有温度、压力、组分、脏污造成的误差、噪声、阶段供气等。
1.与流量计配套的温度参数显示不正常
温度计套管:单向流动的流量计,应当把温度计套管安放到流量计的下游,从下游法兰面到温度计套管的距离为 2D 到5D 之间,双向流动的流量计,套管应当至少3D。(2) 温变的量程:要选择合适的测量范围,避免仪表的实际工作范围处于量程的10 以下,流量计投运前,要对温变的测量值进行现场核查(3) 流量计算机内标准状态参数设置不正确,参与计算的标准状态下的温度值是20℃,如果设置不正确,需要重新设置。
(4) 温度变送器后盖或穿线管密封不严导致雨水进入,易造成短路和铂电阻损坏,影响计量的准确性。确保现场变送器各部件密封严密;雨后要及时开盖检查变送器。(5) 遮阳棚:对于室外使用的温度变送器,宜设置遮阳棚,以免环境温度接近其设计工作温度的上限,造成较大的计量误差。
故障排除案例:德州 分 输 站 于2012 年 出现过一次温变显示达到210℃,严重影响了流量计的计算,数值偏小,经查找原因,发现是变送器进水短路,更换了铂电阻,对所有支路的流量计加装了遮雨棚( 如图1 所示)。
2.与流量计配套的压力参数显示不正常
流量计算机内标准状态参数设置不正确,参与计算的标准状态下的压力值是0.101325MPa, 如设置不正确,需重新设置。(2) 压变的量程和温变一样,要选择合适的测量范围,避免仪表的实际工作范围处于量程的10% 以下,流量计投运前,要对压变的测量值进行现场核查(3) 流量计本体上的压变是现场采集的唯一一个绝压值,是要参与工况流量的计算的,在投用检定回来的流量计时,要将该压力变送器投用上,要不然会影响计量值。
3.气质组分对计量误差的影响
气质组分的变化会对管输天然气的计量的准确性产生影响,组分变化,导致天然气的相对密度不同,气体的组分分析图把气体的组分值显示出来,甲烷、乙烷、丙烷等,在计量系统中引入在线色谱分析仪实时监测、上传气体的组分含量。
4.脏污粉尘造成测量误差的产生
含水、硫化铁粉末的或其他脏污的天然气流过超声波流量计时,脏污逐渐堆积在超声波流量计表体内表面以及探头上,将会影响流量计的准确度。
脏污附着减小了表体的有效内径,超声波在探头间的传播时间也将缩短,导致流量的测量值较实际偏高。表体粗糙度的变化,也会引起流速分布的变化,影响流量计的准备度和稳定性,为此,要做到:(1) 定期对分离器和汇管排污。(2) 流量计要进行定期校验。(3) 确定合理的直管段和流量计的清洗周期。
5.噪声对流量计计量准确性的影响
管路系统中由于阀门、整流器及各类阻流器件等的存在总会产生一些噪声,流过管道高速的气流、突入的探头和压力调节阀等都会产生噪声,如果噪声的频率和流量计的工作频率一致,会导致体积流量的测量不准,超声波对降压元件噪声也极其敏感,因此,超声波流量计不宜安装在调压阀的下游,在一些调压阀存在较大压差、高流速的情况下,可以在流量计与调压阀之间安装消音器,达到降噪的目的。
6.阶段供气易造成流量计供气超量程
用户均采用阶段供气,按照日指定量供气,供完后关闭支路阀门、流量计和调压阀。不同用户的用气规模差异很大,存在流量不稳定的问题,短时间超量程的现象,导致计量漏失。
建议:(1) 分输站的计量调压流程应能够适应上下游气量变化的全过程,满足用户供气、计量精度及供气峰谷波动的需求。(2) 在用气高峰期,应合理调整各支路调压阀压力和流量调节阀开度,并合理使用各支路的切换与配合。
另外,还要做好定期检查信号处理单元、超声换能器表面有无沉积物、定期对流量计检定、定期对温变、压变进行检定,定期收集运行数据,分析比较,以确定流量计是否存在故障,确保流量计的准确度,提高设备的使用寿命。