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孔板流量计与艾伯特流量计在天然气计量应用中的比较
发布日期:2017-7-28 9:55:07
   天然气作为一种优质能源和化工原料其计量越来越被人们关注,利用差压原理进行天然气流量测量是当今世界上最可靠的流量测量方式之一,代表产品有孔板、文丘里和喷嘴,这些产品在集气站、计量站和联合站内得到广泛的应用。其中孔板流量计的应用更为广泛成熟,适用于测量稳定流动的流体流量,是最常用的流量测量方法,也是目前天然气计量中测量流量的最主要方法。艾伯特流量计是一种非常独特的新型性能优异的流量计,相对于孔板具有无安装直管段要求,精度高,量程比大等特点,其应用会越来越广泛。 艾伯特流量计的整体结构如图 1 所示。它由流量传感器、多参数变量变送器和流量计算转换单元组成,是一种全新的差压式流量计。
1 艾伯特流量计的特点
艾伯特流量计是结合了文丘里和均速管两种不同差压技术的优点,成功研制的一种非常独特的流量计,如图 1 所示。艾伯特流量传感器由一段独特的环形喷嘴管段和测量探头组成。这段喷嘴管段带有专利设计的 “加速整流区”,这种独特的喷嘴设计能够大大加快流速,使流经艾伯特测量探头的流体流速剖面稳定和线性化。安装在这段环形喷嘴内的测量探头能够精确测量,并且显著增加输出的差压值,同时也增大了测量范围 ( 即增大了量程比) 。扩散器部分的设计,可以有效降低流体永久压力损失
2 艾伯特流量计与孔板流量计的特点比较
( 1) 安装直管段要求
直管段要求对于差压式流量计来说是准确测量不可缺少的重要因素。由于艾伯特流量传感器由一段独特的环形喷嘴管段和测量探头组成,这段喷嘴管段带有专利设计的 “加速整流区”,如图 1 所示,流体经过加速整流区后,在喉径部分能产生稳定的线性速度剖面流场,这种特殊的设计使艾伯特流量计安装时,无需另设直管段,可以直接安装在阀门、弯头等之后,不影响测量精度。
孔板测量天然气流量要求直管段比较长,根据规范 《用标准孔板流量计测量天然气流量》 ( GB/T21446—2008) 要求,配带整流器时,孔板上、下游直管段要求也在 30D 和 7D 以上。在集气站、计量站和联合站内,使用艾伯特流量计,可以减少投资,缩小装置区面积,从而可以增加绿化面积或者减少征地面积。
( 2) 流量计精度
艾伯特流量计精度高达 ± 0. 5%,不受磨损、杂质和油脂的影响,一体化结构更是避免了高低压腔室之间的信号渗漏,能够保持流量计的长期精确度。孔板流量计精度为 ±1. 0%,但是由于边缘磨损、杂质和油脂沉淀、垫片周围的渗漏和边缘变形等因素的影响,使得孔板使用时间一长,精度就会急剧下降,需要定期进行检测和清洗。
采用流量精度高、重复性好的仪表可以提高管理水平,减少交接纠纷,也能更真实的分析出单井产量,满足生产动态分析的需要。
( 3) 量程比
艾伯特流量计量程比最高可达 65∶1,孔板流量计量程比仅为 3∶1,现在差压变送器量程比较大,孔板的量程最多也就是 10∶1。集气站内,天然气集输量有时变化较大,采用孔板流量计很难满足单井和多井计量的要求,采用量程比高的艾伯特流量计,不仅可以满足工况要求,而且减少了流量支路和流量计更换次数,节省了投资。
( 4) 永久压力损失
节流式流量计不可避免的会在管道中产生永久压损,而艾伯特流量计扩散器部分的独特设计,使得管道压损大大低于孔板流量计。
( 5) 安装要求
孔板流量计对安装精度要求比较高,安装过程中的积累误差将严重影响计量精度,且误差很难估算。艾伯特流量计由于是带有温度传感器的一体化设计,使得安装简单,避免了安装误差对精度的影响。 
经过上述比较分析,艾伯特流量计与孔板流量计相比,具有不需直管段、精度高、量程比大、压损少和安装简单等优点。该流量计已经在大牛地气田集气站得到了成功的应用,并且在东胜气田集气站的建设中将得到进一步的推广,是适合在集气站、计量站和联合站内使用的一种新型的性能优异的计量仪表,必将会在天然气的流量计量中得到越来越广泛的应用。