關(guān)于管道粉塵對(duì)液體電磁流量計(jì)測(cè)量的影響，下面給大家淺析一下，供大家參考，希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
一，液體電磁流量計(jì)在輸氣管道中的應(yīng)用現(xiàn)狀
液體電磁流量計(jì)在高壓、大流量天然氣貿(mào)易計(jì)量中具有其他流量計(jì)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，如精度高、量程比大、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、對(duì)壓力大的變化不敏感、重量輕、占用空間小、自診斷功能。自1990年代應(yīng)用于天然氣計(jì)量以來(lái)，液體電磁流量計(jì)在國(guó)外特別是歐美國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)也在本世紀(jì)初大量引進(jìn)了用于天然氣計(jì)量和貿(mào)易交接的電磁流量計(jì)。但是，電磁流量計(jì)的實(shí)際使用條件往往與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)條件相差很大。例如，當(dāng)管道中的液體中含有固體雜質(zhì)或水分較多時(shí)，會(huì)降低液體電磁流量計(jì)的測(cè)量精度，甚至?xí)霈F(xiàn)瞬時(shí)流量頻繁波動(dòng)的數(shù)據(jù)漂移現(xiàn)象。
在天然氣管道生產(chǎn)操作中，當(dāng)天然氣中含有大量固體雜質(zhì)和粉塵時(shí)，清管器會(huì)將大量粉塵推向下游終端，尤其是管道清管過(guò)程中，會(huì)造成輸氣站生產(chǎn)壓力較大。造成旋風(fēng)分離器和過(guò)濾分離器堵塞，調(diào)壓撬工作閥不動(dòng)作，電磁流量計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)漂移等一系列問(wèn)題。電磁流量計(jì)流量數(shù)據(jù)漂移的影響和危害最為顯著。電磁流量計(jì)漂移的流量數(shù)據(jù)，如果不及時(shí)處理，勢(shì)必造成供氣總量累計(jì)流量的變化，測(cè)量數(shù)據(jù)精度的損失。嚴(yán)重的情況下，由于切換差值增大，會(huì)與用戶(hù)發(fā)生測(cè)量糾紛。
二、管道固體雜質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量的影響原因分析
當(dāng)含水量、硫化鐵粉粉塵或其他雜質(zhì)氣體流過(guò)電磁流時(shí)，由于儀表探頭部位和流量計(jì)表體管壁長(zhǎng)期存在雜質(zhì)堆積，形成一層涂層，影響電磁傳輸效率及相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)，導(dǎo)致電磁流量計(jì)測(cè)量不穩(wěn)定。因?yàn)楣驹谟脩?hù)供應(yīng)的氣體中通過(guò)了多種分離措施，如旋風(fēng)分離器和過(guò)濾分離器，實(shí)際上氣質(zhì)得到了有效凈化。但實(shí)際上，在我公司實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)過(guò)凈化處理后，下游管道中仍有大量固體粉塵雜質(zhì)堆積。當(dāng)天然氣中長(zhǎng)期含有較多的固體粉末雜質(zhì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)粉塵）時(shí)，粉塵會(huì)積聚在電磁流量計(jì)本體管道內(nèi)壁，并粘附在管道內(nèi)壁或探頭表面，形成一層灰塵?；覊m層的存在，使電磁流量計(jì)的聲道效率降低，達(dá)不到100%，速度也不能穩(wěn)定在一定值，峰值上下波動(dòng)。這里我們從電磁測(cè)量原理來(lái)分析：
液體電磁流量計(jì)是利用超聲波脈沖在氣流中的傳播速度與氣流速度有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即下游超聲波脈沖傳播速度快于逆流傳播速度，兩種超聲波脈沖傳播的時(shí)間差越大，流量越大的原理。在實(shí)際工作過(guò)程中，上下游換能器會(huì)同時(shí)發(fā)射電磁脈沖，一個(gè)明顯是逆流傳播，另一個(gè)是下游傳播。氣流的作用會(huì)使兩個(gè)脈沖以不同的傳播時(shí)間到達(dá)接收換能器。由于兩個(gè)脈沖的實(shí)際距離相同，傳輸時(shí)間的差異直接反映了液體的速度。這種方法稱(chēng)為速度時(shí)間差法。因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)采用了非常好的數(shù)字時(shí)差法來(lái)檢測(cè)液體的流量。根據(jù)公式：
其中：
t 1 順流傳播時(shí)間；t 2 逆流傳播時(shí)間
L 聲道反射長(zhǎng)度；L' 實(shí)際聲道反射長(zhǎng)度
v 氣流平均流速；x 電磁探頭之間距離
D 管道內(nèi)徑；D' 實(shí)際管道內(nèi)徑
當(dāng)有粉塵層時(shí)，相當(dāng)于減小了管道內(nèi)壁的直徑，也使電磁發(fā)射與接收之間的距離L更小，順流和逆流傳播時(shí)間更小。由于電磁速度基本恒定，L與時(shí)間的偏差成正比。實(shí)際管道內(nèi)徑和實(shí)際反射長(zhǎng)度小于正常運(yùn)行時(shí)的管道內(nèi)徑和超聲波反射距離。但是，流量計(jì)算機(jī)在計(jì)算流量時(shí)，仍然是按照正常的管道內(nèi)徑和反射距離來(lái)計(jì)算的，由此可知所測(cè)液體的平均流速會(huì)更大。同時(shí)，由于管道內(nèi)徑D大于管道實(shí)際內(nèi)徑，流量計(jì)算機(jī)計(jì)算出的瞬時(shí)流量也較大。這種效果在管徑較小時(shí)尤為明顯。
另外，由于管道內(nèi)堆積的粉塵不像壁面堆積層形成的那樣光滑，有較大的不確定性和粗糙度，同時(shí)，在大吞吐量下管道有一定的振動(dòng)，增加了更頻繁波動(dòng)的不確定性，所以測(cè)量偏差是不確定的，這種數(shù)據(jù)漂移現(xiàn)象已經(jīng)說(shuō)過(guò)了。比如我單位某臺(tái)站數(shù)據(jù)發(fā)生漂移時(shí)，瞬時(shí)流量的波動(dòng)不是長(zhǎng)期固定在某個(gè)值，而是頻繁波動(dòng)，但波動(dòng)方向一致，較大。
三、應(yīng)急措施
針對(duì)固體粉塵的影響，最好的辦法是從氣源上根本解決雜質(zhì)問(wèn)題，解決固體粉塵的雜質(zhì)來(lái)源。但是，從現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的角度來(lái)看，我們需要快速有效地恢復(fù)電磁流量計(jì)的正常運(yùn)行。根據(jù)該站實(shí)際生產(chǎn)情況，現(xiàn)提出以下三項(xiàng)應(yīng)急處理措施：
(1)計(jì)量前密切注意分離器的壓差變化，及時(shí)切換支路，清洗分離器并更換濾芯，尤其是計(jì)量前的過(guò)濾分離器。過(guò)濾分離器的過(guò)濾效果直接決定了供應(yīng)給下游用戶(hù)的天然氣中所含的粉塵量。當(dāng)過(guò)濾分離器的壓差較大時(shí)，粉塵會(huì)在濾芯表面附著厚層，難以達(dá)到良好的過(guò)濾效果。如果用戶(hù)需求量大，氣量過(guò)大，效果會(huì)更差。及時(shí)切換過(guò)濾支路和更換濾芯，可有效減少粉塵量，減少粉塵堆積，使通向下游的固體粉塵雜質(zhì)大幅度減少，不再影響計(jì)量。電磁流量計(jì)在短時(shí)間內(nèi)。
(2)電磁流量計(jì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象后，站會(huì)及時(shí)切換到備用支路，將原供氣支路的電磁探頭拆下清洗。取下電磁探頭并清潔探頭。因?yàn)橹荒苋コ筋^部分的灰塵，不能清除管壁上的灰塵，效果不好。所以需要第三種方法。
(3)起吊拆卸站內(nèi)電磁流量計(jì)，清理電磁內(nèi)管壁內(nèi)的固體灰塵和雜質(zhì)。拆開(kāi)整個(gè)電磁流量計(jì)，清洗探頭和管內(nèi)壁。這種處理方法是發(fā)生電磁測(cè)量數(shù)據(jù)漂移時(shí)最有效的措施，可以有效消除粉塵對(duì)測(cè)量的影響。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，我們認(rèn)為有必要定期清潔站內(nèi)分離器，是降低天然氣含塵量的有力保證。清潔探頭的拆卸和清潔內(nèi)管壁的電磁升降拆卸必須同時(shí)進(jìn)行，以保證更好的效果。然而，氣質(zhì)中固體灰塵雜質(zhì)的含量是測(cè)量失準(zhǔn)的根本原因。電磁操作需要更高的氣質(zhì)條件。最好的辦法是采取措施從源頭上解決長(zhǎng)輸管道中的粉塵雜質(zhì)。
四， 建議措施
(1)根據(jù)操作規(guī)程手冊(cè)，過(guò)濾分離器在壓差達(dá)到100kPa時(shí)需要切換支路和更換濾芯。但在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)用戶(hù)供氣量較大時(shí)，即使在50kPa的壓差也沒(méi)有很好的過(guò)濾效果，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際供氣情況確定支路切換和濾芯更換時(shí)間。
(2)天然氣含有大量粉塵，遇到短期內(nèi)難以改善的氣質(zhì)問(wèn)題，應(yīng)定期拆下超聲波探頭清洗，電磁升降拆卸清洗管內(nèi)壁，以防萬(wàn)一，保證電磁流量計(jì)的正常工作。
(三)電磁校準(zhǔn)的同時(shí)識(shí)別電磁前置直管，清潔整流器。電磁前端直段對(duì)液體流型影響很大，穩(wěn)定的流動(dòng)可以使電磁測(cè)量更加穩(wěn)定。校驗(yàn)直管段一方面是為了保證液體流動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定，另一方面可以清理關(guān)閉中的雜質(zhì)和污垢。
(4)通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行，充分發(fā)揮輸氣管道中所有旋風(fēng)分離器和過(guò)濾分離器的作用。長(zhǎng)輸管道各站均安裝旋風(fēng)分離器和過(guò)濾分離器。通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行，投入使用能夠分離干線天然氣的分離器，最大限度地減少天然氣中的雜質(zhì)含量，通過(guò)層層過(guò)濾的方式降低下游分輸站的供氣壓力。
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