混氢天然气对流量计安装条件的适应性分析

目的将氢气混入天然气中后会改变流体的性质和流动状态,从而影响流量计的计量准确度,采用ANSYS Fluent模拟弯头后混氢天然气的速度分布,分析现行的孔板流量计和超声流量计安装条件标准是否适用于混氢天然气管道。 方法模拟单90°弯头和双90°弯头后混氢天然气的速度场,分析现行标准中规定的流量计安装位置是否能使混氢天然气速度达到对称分布,从而说明是否需要延长现行标准中规定的弯头后流量计安装位置前直管段长度。 结果①在单90°弯头后44D和50D截面处,掺氢量(摩尔分数,下同)为10%~30%时,气体流速未恢复到对称速度分布;②在双90°弯头后44D截面和50D截面处,掺氢量为10%时,气体流速已恢复到对称速度分布,掺氢量为20%~30%时的流速未恢复到对称速度分布;③在双90°弯头后30D截面处,掺氢量为10%时的流速未恢复到对称速度分布。 结论①对于混氢天然气,应适当延长现行标准中规定的单弯头后流量计前直管段长度;②当掺氢量达到20%~30%时,应适当延长双弯头后流量计前直管段长度;③当掺氢量达到10%且孔板孔径比减小时,应适当延长孔板流量计前直管段长度。      

管内相分隔状态下电磁流量计测量气液两相流的方法

针对电磁流量计测量气液两相流时测量精度和稳定性易受流型影响的问题,提出了一种管内相分隔状态下基于电磁流量计的气液两相流测量方法。利用旋流器将不规则的两相流入口流型整形成气芯-水环的对称型环状流,保证了权函数的有序分布,并引入空隙率修正了电磁流量计测量模型,提高了电磁流量计的测量精度。利用空气-水两相流为介质,通过室内实验对该测量方法进行了验证,结果表明,在管内相分隔状态下,电磁流量计的液相测量相对误差在±5%以内。研究结果为工业生产中的气液两相测量提供了一种很好的思路和方法,具有良好的应用价值。     

SY/T 6658-2006《用旋进旋涡流量计测量天然气流量》修订建议

旋进旋涡流量计在天然气销售终端计量领域应用较多,随着计量技术和流量计现场使用经验的积累,以及国家实施天然气能量计量的迫切性,有必要对SY/T 6658-2006《用旋进旋涡流量计测量天然气流量》进行修订。对比分析了旋进旋涡流量计国内外有关标准主要技术条款存在的差异,试验测得渐缩管和弯管后不同直管段长度安装时旋进旋涡流量计最大测量性能偏差可达-0.7%。建议对SY/T 6658-2006进行修订时,在准确度等级和重复性要求,以及实流校准要求方面与国家有关技术标准条款进行统一,完善安装工艺要求和扰流测试评价要求,增加能量计量的显示、输出功能和流量计修正系数方法等。     

天然气流量计量标准装置的工艺流程优化

天然气计量标准工艺流程管件设备种类繁多、影响因素复杂,对计量标准装置计量性能的影响往往会在投产运行之后才逐渐显现,整改难度极大。因此,在建设初期科学优化流量计量标准装置的工艺流程,可有效提升其准确度。为此,提出了通过流体力学三维模拟仿真技术(FLUENT)优化高压大流量天然气计量标准装置工艺流程的方法。采用该方法可为天然气计量标准装置工作提供流态稳定的天然气介质,消除管道震动和噪音对计量标准装置计量性能的影响,进而提高天然气流量计量的准确度。同时,以管道弯头、整流器等典型工艺管件为例,通过建模和模拟计算,对不同工况条件下管道内流场进行分析,得出了流场分布规律。研究结果表明:①在检定工艺流程的标准支路与检定支路上游增加汇管,可减轻上游弯管对下游流态的影响;②在被检流量计及核查超声流量计上游10d处安装整流器,能够减小流态对计量结果的影响、提高计量标准装置的准确度。结论认为,该方法在国家石油天然气大流量计量站武汉分站工作级标准装置建设和工艺流程优化中得到了应用,经考核,工作级标准装置测量不确定度为0.29%(k=2),达到国内先进水平。     

混氢天然气管道标准孔板流量计适应性研究

目的 将氢气掺入天然气管道中会改变管道内气体的性质和流动状态,可能会影响标准孔板流量计计量准确度,采用ANSYSY Fluent对混氢天然气管道标准孔板流量计进行适应性研究。方法 比较了不同混氢量的天然气对流出系数、可膨胀系数、相对密度系数、超压缩系数、流速及差压的影响。结果 在303.15 K、3 MPa,混氢量为0%～30%的条件下,随着混氢量的增加,会导致差压上升;导致相对密度系数、可膨胀系数和超压缩系数下降;导致流速上升,使测量流量增加。结论 由于氢气的发热量低于天然气,因此,针对混氢天然气,建议采用能量计量。混氢天然气不会对标准孔板流量计准确度产生较大影响。     

天然气输气末站计量系统误差分析及措施

为了确保天然气贸易交接计量的公平、公正,结合塔里木油田南疆天然气管网计量系统现状,分析了影响计量系统准确度的3种因素,即流体状态对气体超声波流量计的影响、调压后计量对气体超声波流量计的影响及压力波动对智能旋进流量计的影响。基于国家相关标准要求,为实现经济效益最大化,对原有计量工艺流程进行改造,设计了小流量计量工艺流程和大小流量自动切换计量流程,优化了计量仪表选型,既提高了计量系统的测量准确度,又避免了前端压力波动造成流量计准确度降低的问题。应用结果表明,优化后的计量系统可满足最小工况1.2 m^3/h天然气流量连续计量,天然气输差降低50%以上,天然气商品转换率显著提高。     

民用天然气小流量计量仪优选评价

针对民用天然气流量范围波动较大且含有一定粉尘或杂质的特点，开展了民用天然气小流量计量对比试验研究，分析评价了不同类型的民用天然气流量计量仪的准确度等级、对气流环境和外界条件的适应能力等性能上的差异，并据此提出了民用天然气小流量计量仪表的优选建议。     

推广应用流量测量新技术

为加强能源计量工作、实现节能降耗，在大管径、大流量的使用场合有必要将高能耗的能源计量仪表淘汰下来，并推广应用流量测量新技术。为此，从理论和实验两方面分析和论证了这一问题，并提出了新的流量计选型原则：①重复性要好；②系统准确度要较高；③有相当强的流动调整能力，要求较短的直管段，无需流动调整器；④永久压力损失要小、耗能费要少； ⑤流量测量的量程比要较宽；⑥有自清扫能力，可测量脏污流体，无需过滤器； ⑦耐受流体磨蚀能力要强，性能要长期稳定，可靠耐用无可动部件；⑧检定周期长，使用寿命长；⑨故障率要小，维护与修理费用要少；⑩流量计的购置费与校准费要适中，安装与运行花费要少。国内外大量的实验和测试结果都已证明：“V”型内锥流量计能较好地全面满足以上要求。     

多声道超声波流量计在“中—土”天然气项目贸易计量中的应用

随着中国—中亚天然气管道投产输气,在中国—土库曼斯坦天然气项目贸易计量交接中首次应用了多声道气体超声波流量计。为此,详细介绍了德国RMG公司生产的多声道超声波流量计的工作原理、结构、性能特点和校准情况。现场应用情况表明,该流量计具有测量精度高、测量范围宽、抗干扰性强、无压损、超载安全、可进行双向测量和测量的影响因素少等特点,应用在高压、大流量的天然气计量中具有强大的优势。多声道气体超声波流量计完全适用于国际天然气贸易计量交接,有效地提高了国际天然气计量技术水平,避免了国际贸易计量的纠纷,为中国石油天然气集团公司在中亚地区天然气项目的贸易计量提供了一个典型的成功案例。     

DN100气体超声流量计管道配置对计量性能影响研究

随着气体超声流量计技术水平日趋成熟,国内外相关标准对管道配置的要求经历了数次变化.由于现场可能存在阻流件干扰,为研究不同管道配置对小口径超声流量计的计量性能影响,考察了不同直管段长度在复杂工艺条件下对不同型号超声流量计的适用性,开展了D N 100超声流量计与标准装置的测试实验.结果表明,安装流动调整器后,在前直管段为...     

中俄东线天然气管道天然气质量分析与计量技术

天然气质量涉及在输送和使用过程中与安全卫生、环境保护以及经济利益相关指标的要求，而天然气计量则直接与购销双方天然气气量结算的金额有关。因此，天然气的质量分析和流量计量在天然气工业中具有重要的作用和意义。在跨国管道天然气贸易交接中，购销双方除了关注天然气价格以外，还会重点围绕天然气质量分析和流量计量开展技术谈判。为此，分析了中俄东线天然气管道技术谈判过程中所关注的天然气质量分析与流量计量技术问题，并从采用的方法标准、气质检测项目及其指标、流量计和辅助设施配置及其指标、取样口设置、在线分析仪器配置和分析及计量结果溯源性等关键技术方面进行了归纳和总结。研究结果表明：①明确了天然气质量分析与流量计量采标原则，使得在确定计量协议中的具体技术内容时有标可依；②确定了天然气质量分析中涉及的检测项目及其指标、取样口的设置、在线分析设备的配置、分析结果溯源性和保证措施，确保了其结果的准确性与可靠性； ③确定了计量系统指标要求、计量管路布置、流量计量溯源性和保证措施，确保了天然气流量计量结果的准确性与可靠性。结论认为，该研究成果可以为未来我国跨国管道天然气计量站及国内大型天然气贸易交接计量站的建设和管理提供经验和借鉴。     

气体超声流量计在长庆气田的应用

长庆油田第一采气厂79座集气站、3座净化厂、2座配气站的天然气计量系统中以孔板流量计为主，但由于受天然气气质、生产条件及外界条件的影响，在使用中经常出现标准孔板附着脏物、损伤、取压管路堵塞或泄漏等情况，导致维护工作量较大，也影响天然气的准确计量。为了提高天然气贸易计量的准确度，通过对各类流量计的性能优选，长庆气田2003年在“西气东输”天然气贸易计量系统中首次尝试应用Instromet、Daniel两种气体超声流量计，并开展孔板流量计的对比分析研究，大大提高了贸易计量管理水平及贸易计量准确度，取得了较好的应用效果及经验。为此，简述了气体超声流量计的工作原理、工作性能特点，气体超声波流量计量值溯源，探讨其应用中的不足，以期为气体超声流量计的现场应用提供参考。     

钟罩标准装置系统参数对被检智能流量计的影响

钟罩式气体流量计是用于检测智能型罗茨气体流量计计量误差是否符合国家计量要求的标准装置之一。通过对钟罩标准装置运行系统参数变化对检测结果误差影响的分析，纠正了采用传统的标定理论和方法标定智能型罗茨气体流量计过程中存在的附加误差问题。通过对检测原理的理论分析，找出了影响带温度和压力补偿的智能型罗茨气体流量计标定精度的主要因素--检测系统的管道压力损失。该压力损失导致检测系统的背景参数发生变化，在标定流量换算公式中考虑管道压力损失值的影响后，与试验测量结果的比较表明，最大可避免1％的检测不准确度，达到了消除由检测系统引起附加误差的目的。采用所给出的标准状态流量换算公式及系统参考压力值选择方法可提高钟罩标准装置的检测精度，确保智能型罗茨气体流量计标定结果的准确性。     

页岩气井口湿气流量计现场使用性能评价研究

目的 选择典型的页岩气生产平台,采用自主设计的两相流量计现场比对测试橇,在不同生产工况下实验评估湿气流量计的现场使用性能。方法 分析了页岩气井口湿气流量测量的特点,考查了湿气流量计在页岩气井口不同气液流量下的性能特征。结果 测试流量范围内湿气流量计气相偏差为-6.07%～0.82%,液相偏差为-24.91%～96.49%,且随着气液两相流量的降低,被测湿气流量计的气液测量偏差逐渐增大。结论 湿气流量计的测量性能与气液流量等工况极为相关,需要进一步扩大实验规模和范围,同时尽快制定明确的湿气流量计技术需求指标,确保现场应用的湿气流量计满足页岩气生产需求。     

建立分离器流出气体均流流场的模拟试验

采用维托辛斯基曲线收敛器，在油气分流器的气出口处建立的流流场，进行了建立了流器气出口外建立的均流流场，进行了建立流场的模拟试验。模拟试验装置主要是由分流罐，扩散器、稳定筒，整流器、测量试段等组成。试验结果表明，收敛器出口处圆管截面上的气速不均匀度最大不超过２％，基本达到建立均充场的目的。     

油井三相流体计量技术的应用研究

针对油井产出的三相流体的特点,采用质量流量计、智能气体流量计和微型计算机控制器组成的新型计量技术,能够在油田计量站内完成对油井生产的油、气、水三相流体的自动实时计量工作.理论研究和现场应用资料证实,该计量技术能够将原油和伴生水的计量精度提高到0.5%,伴生气的计量精度提高到5%.     

湿天然气交接计量准确度浅析

干气计量系统用于湿天然气计量会因气质含液而产生计量偏差,分析了现有湿天然气交接计量系统的准确度影响因素。利用某气田湿天然气交接计量站天然气组分的分析数据,对水蒸气造成的压缩因子计算偏差进行了实例分析。通过理论分析和实验研究,评估分析了孔板流量计和超声流量计在低含液条件下的湿天然气测量特性。为油气田区块合作湿天然气交接计量及相关标准的制定提供技术参考。     

三差压气液两相流流量计的研制与应用

为了对气液两相流流量进行准确计量,提出了基于弯管流量计的新型气液两相流流量测量方法。设计了由弯管、水平管和垂直管组成的三差压传感器,通过对3个差压信号进行分析,建立了压差与质量流量的关系模型,进而设计了三差压气液两相流流量计。同时通过标准表法对设计的流量计进行了试验验证。验证结果表明,三差压气液两相流流量计的测量精度达到±3%,可实现气液两相流的流量测量,与目前的两相流流量计相比精度有了很大提高。     

多气源天然气输配管网的能量计量方法

随着我国多气源供应格局的形成,天然气计量方式逐渐从现行的体积计量方式向能量计量方式转变。现行的《天然气能量的测定》标准对多气源输配管网系统没有给出具体可操作的能量计量程序,若采用热值数量加权平均赋值方法,能量计量误差可达8%,不能满足能量计量标准GB/T 18603—2014《天然气计量系统技术要求》对能量计量精度的要求。为此,根据天然气输配管网的拓扑结构和气量平衡原理,利用天然气输配管网中现有的流量计量仪表对多气源输配管网进行状态重构,提出了一种区域多气源天然气输配系统状态重构能量计量方法,并对管网状态重构后进行能量计量的误差进行了分析。结果表明:(1)所提出的方法确定了多气源输配管网状态重构所需流量仪表的最少数量及仪表布置方法 ;(2)多气源输配系统管网状态重构后,各下游天然气用户能量计量的误差均不超过0.5%,可满足GB/T 18603—2014对能量计量准确度最高等级(A级)误差在1%以内的要求。该研究成果为我国天然气能量计量技术的应用和推广提供了一种可操作的程序。     

地下储气库地面工艺参数及气井流量计量技术

为开发一套储气库地面配套技术,研究了储气库的注气规模、压缩机型号及注入压力、润滑油吸附与过滤分离技术和气井流量计量工艺。研究认为:天然气驱动方式的效率较电机驱动方式高;采用过滤和分离相结合的特殊结构的过滤分离净化技术,能够满足储气库高速注气的需要;超声波流量计和弯管流量计可实现注、采气的双向精确计量。该系统在喇2注气站进行了应用,能够满足工程要求。