高楞煤氣分輸站氨氣流量計量裝置選型設計及應用
點擊次數(shù)：2450 發(fā)布時間：2021-01-08 07:14:02
引 言
在工業(yè)生產(chǎn)及貿(mào)易結算中, 流量計量裝置通 常采用孔板流量計、渦輪流量計、氨氣流量計等。 孔板流量計的優(yōu)點是理論實驗數(shù)據(jù)完備, 制造工 藝成熟, 使用比較穩(wěn)定;缺點是系統(tǒng)誤差較大, 小 流量測量不準確 。渦輪流量計, 優(yōu)點是系統(tǒng)誤差 較小, 可測小流量 ;缺點是制造工藝要求嚴格, 生 產(chǎn)成本高, 存在轉動部件, 運行壽命較短 。渦街流 量計, 優(yōu)點是系統(tǒng)誤差較小, 無轉動測量部件, 使 用壽命較長, 免維護 ;缺點是小流量計量制造工藝 要求較高 。
1 日本橫河氨氣流量計選型設計
1 .1 選型設計思想 高楞鎮(zhèn)地處偏遠山區(qū), 距哈 200 余公里, 技術人員去現(xiàn)場維護不便, 故考慮選擇免維護計量裝置。
高楞鎮(zhèn)煤氣用戶 6000 余戶, 日耗氣量估計在 2 500 ～ 4 000 m3, 早、中 、晚為用氣高峰。
日本橫河氨氣流量計產(chǎn)品質(zhì)量可靠, 計量準確, 運行壽命長, 可免維護, 價格便宜。 高楞鎮(zhèn)自主收費與煤氣站進行結算 。為減少糾紛, 故考慮選用制造精度高( 0 .5 級) , 設備先進的日本橫河氨氣流量計進行準確的流量計量 。
1 .2 口徑選擇
為使渦街流量傳感器在良好的特性條件下工 作, 選擇儀表口徑時應注意以下 2 點
1) *先核算介質(zhì)的流量范圍, 查表 1 確定傳 感器/變送器口徑, 切不可認為管道內(nèi)徑與傳感器 /變送器口徑相同時, 一定能計量。
2) 為使管道內(nèi)流速大一些, 在 2 種口徑都能 滿足測量范圍時, 盡可能選擇口徑小的傳感器/變送器 。
不同口徑的氨氣流量計的測量范圍是不一樣 的, 口徑的大小決定著流量范圍的大小 。口徑的選擇實際上就是流量范圍的選擇。實際可用的流量范圍需要通過計算確定 。當測量氣體不是常溫常壓氣體時需計算實際可測量的工況流量范圍。 氨氣流量計的上限流量一般不受介質(zhì)壓力和溫度的影響, 而取決于介質(zhì)的工況密度和運動精度。 因此, 確定流量范圍實際上是確定實際可用的下限流量。具體步驟如下
1) *先計算由密度決定的工況下限流量 Qρ= Q0 ×ρ0/ ρ式中,
Qρ ---在該介質(zhì)工況密度下儀表的工況 下限流量 ;
Q0 ---表 1 指定的空氣參比條件下儀表的下限流量 ;
ρ0 ---表 1 指定的參比條件下空氣密度, ρ0 =1 .205 kg/m3 ;
ρ---被測介質(zhì)工況密度。
2) 核算由運動粘度決定的線性下限流量 Qγ, 介質(zhì)運動粘度較小時, 流量計的線性下限流量較低。
Qγ =Q0 ×γ/ γ0 Qγ ---用于該介質(zhì)的流量計的線性流量下限;
Q0 ---表 1 指定的參比條件下空氣的流量下限 ;
γ0 ---表 1 指定的空氣參比粘度 15 kgm/ s2 ;
γ---被測介質(zhì)工況粘度。
3) 比較 Qρ和 Qγ, 確定可用下限流量和線性下限流量 。
①Q(mào)γ≥Qρ, 可測量范圍 :Qρ～ Qmax , 線性流量范圍 :Qγ ～ Qmax
②Qγ ＜ Qρ, 可測流量范圍 :Qρ ～ Qmax , 線性流量范圍:Qρ ～ Qmax
1 .3 實例計算
高楞輸氣站 :標準流量 :200 ～ 2 000 Nm3/h, 壓力 :0 .15 M Pa, 溫度 T =20 ℃, 確定口徑 。
步驟為先將標況流量換算成工況流量, 再查 表 1 計算 。
1) 計算使用工況流量 。由理想氣體狀態(tài)方程有:
Q 工況 =Q標況 ×P標況/P 工況 ×T 工況/ T 標況
P 標況 =0 .101 325 MPa
P 工況 =表壓 +大氣壓 =0 .15 +0 .1 =0 .25 M Pa
T 標況 =0 ℃, T 工況 =20 ℃
工況下使用流量范圍下限Qmin工況 = W min標況 ×P標況/P工況 ×T工況/ T標況 =87 m3/h ; Qmax工況 =87 ×( 2 000/200) =870 m3/h . 2) 據(jù)表 1 選 Dn80 或 Dn100 都接近 87 ～ 870m3/h, 為使管道 流速大些, 選口徑 較小的 Dn80 .3) 核算 Dn80 流量計在工況條件下的下限流量
所以 Dn80 可以使用 。
4) 核算由運動粘度決定的下限流量
Qγ =Q0 ×γ/ γ0
Q0 =70 m3/h
γ= 1 .05 ×10-5 PaS,
γ0 =1 .82 ×10-5 PaS
Qγ =40 m3/h ＜Qp
所以可測流量范圍和線性流量范圍是 46 ～ 1 230 m3/h .Dn80 口徑氨氣流量計可滿足使用要求。
2 結論
選定 Dn80 口徑橫河氨氣流量計安裝后記錄數(shù)據(jù)如表 2 .
安裝后每天增加計量近 1 000 m3, 為輸氣公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益 。
在工業(yè)生產(chǎn)及貿(mào)易結算中, 流量計量裝置通 常采用孔板流量計、渦輪流量計、氨氣流量計等。 孔板流量計的優(yōu)點是理論實驗數(shù)據(jù)完備, 制造工 藝成熟, 使用比較穩(wěn)定;缺點是系統(tǒng)誤差較大, 小 流量測量不準確 。渦輪流量計, 優(yōu)點是系統(tǒng)誤差 較小, 可測小流量 ;缺點是制造工藝要求嚴格, 生 產(chǎn)成本高, 存在轉動部件, 運行壽命較短 。渦街流 量計, 優(yōu)點是系統(tǒng)誤差較小, 無轉動測量部件, 使 用壽命較長, 免維護 ;缺點是小流量計量制造工藝 要求較高 。
1 日本橫河氨氣流量計選型設計
1 .1 選型設計思想 高楞鎮(zhèn)地處偏遠山區(qū), 距哈 200 余公里, 技術人員去現(xiàn)場維護不便, 故考慮選擇免維護計量裝置。
高楞鎮(zhèn)煤氣用戶 6000 余戶, 日耗氣量估計在 2 500 ～ 4 000 m3, 早、中 、晚為用氣高峰。
日本橫河氨氣流量計產(chǎn)品質(zhì)量可靠, 計量準確, 運行壽命長, 可免維護, 價格便宜。 高楞鎮(zhèn)自主收費與煤氣站進行結算 。為減少糾紛, 故考慮選用制造精度高( 0 .5 級) , 設備先進的日本橫河氨氣流量計進行準確的流量計量 。
1 .2 口徑選擇
為使渦街流量傳感器在良好的特性條件下工 作, 選擇儀表口徑時應注意以下 2 點
1) *先核算介質(zhì)的流量范圍, 查表 1 確定傳 感器/變送器口徑, 切不可認為管道內(nèi)徑與傳感器 /變送器口徑相同時, 一定能計量。
2) 為使管道內(nèi)流速大一些, 在 2 種口徑都能 滿足測量范圍時, 盡可能選擇口徑小的傳感器/變送器 。
不同口徑的氨氣流量計的測量范圍是不一樣 的, 口徑的大小決定著流量范圍的大小 。口徑的選擇實際上就是流量范圍的選擇。實際可用的流量范圍需要通過計算確定 。當測量氣體不是常溫常壓氣體時需計算實際可測量的工況流量范圍。 氨氣流量計的上限流量一般不受介質(zhì)壓力和溫度的影響, 而取決于介質(zhì)的工況密度和運動精度。 因此, 確定流量范圍實際上是確定實際可用的下限流量。具體步驟如下
1) *先計算由密度決定的工況下限流量 Qρ= Q0 ×ρ0/ ρ式中,
Qρ ---在該介質(zhì)工況密度下儀表的工況 下限流量 ;
Q0 ---表 1 指定的空氣參比條件下儀表的下限流量 ;
ρ0 ---表 1 指定的參比條件下空氣密度, ρ0 =1 .205 kg/m3 ;
ρ---被測介質(zhì)工況密度。
2) 核算由運動粘度決定的線性下限流量 Qγ, 介質(zhì)運動粘度較小時, 流量計的線性下限流量較低。
Qγ =Q0 ×γ/ γ0 Qγ ---用于該介質(zhì)的流量計的線性流量下限;
Q0 ---表 1 指定的參比條件下空氣的流量下限 ;
γ0 ---表 1 指定的空氣參比粘度 15 kgm/ s2 ;
γ---被測介質(zhì)工況粘度。
3) 比較 Qρ和 Qγ, 確定可用下限流量和線性下限流量 。
①Q(mào)γ≥Qρ, 可測量范圍 :Qρ～ Qmax , 線性流量范圍 :Qγ ～ Qmax
②Qγ ＜ Qρ, 可測流量范圍 :Qρ ～ Qmax , 線性流量范圍:Qρ ～ Qmax
1 .3 實例計算
高楞輸氣站 :標準流量 :200 ～ 2 000 Nm3/h, 壓力 :0 .15 M Pa, 溫度 T =20 ℃, 確定口徑 。
步驟為先將標況流量換算成工況流量, 再查 表 1 計算 。
1) 計算使用工況流量 。由理想氣體狀態(tài)方程有:
Q 工況 =Q標況 ×P標況/P 工況 ×T 工況/ T 標況
P 標況 =0 .101 325 MPa
P 工況 =表壓 +大氣壓 =0 .15 +0 .1 =0 .25 M Pa
T 標況 =0 ℃, T 工況 =20 ℃
工況下使用流量范圍下限Qmin工況 = W min標況 ×P標況/P工況 ×T工況/ T標況 =87 m3/h ; Qmax工況 =87 ×( 2 000/200) =870 m3/h . 2) 據(jù)表 1 選 Dn80 或 Dn100 都接近 87 ～ 870m3/h, 為使管道 流速大些, 選口徑 較小的 Dn80 .3) 核算 Dn80 流量計在工況條件下的下限流量
所以 Dn80 可以使用 。
4) 核算由運動粘度決定的下限流量
Qγ =Q0 ×γ/ γ0
Q0 =70 m3/h
γ= 1 .05 ×10-5 PaS,
γ0 =1 .82 ×10-5 PaS
Qγ =40 m3/h ＜Qp
所以可測流量范圍和線性流量范圍是 46 ～ 1 230 m3/h .Dn80 口徑氨氣流量計可滿足使用要求。
2 結論
選定 Dn80 口徑橫河氨氣流量計安裝后記錄數(shù)據(jù)如表 2 .
安裝后每天增加計量近 1 000 m3, 為輸氣公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益 。