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新闻资讯

旋进旋涡流量计的计量误差分析以及改进措施

2019-12-06    

1. 平移误差的消除
平移误差在压力变送器中往往是*大的, 所以平移误差的消除将显著提高变送器的精度。因此, 在有些要求精度不高的场合, 只消除这项误差即能满足要求。平移误差的特性曲线见图2。可以看出, 平移误差是由于环境温度变化引起的特性曲线平移而造成的。各点变化的数值都相等, 只与温度有关而与压力无关。
为了消除这种误差, 只要从任意一个实测信号中, 减去该误差△Vref即是被测的实际数值。用公式表示, 则
Vscm=V-△Vref    (1)
其中,Vscm ——消除平移误差后的值;
V——实际测出的数值(带有误差△Vref);
△Vref——平移误差值
旋进旋涡流量计由于其自身结构特点,在油气田生产计量中容易发生旋涡发生器被堵塞和磨损的情况,会使流量计在计量过程中产生附加误差。作者通过模拟旋进旋涡流量计进气道附着油污、堵塞和磨损的状况,在钟罩式气体流量标准装置上对其进行检定,计算出一组数据,定性地分析了相对误差的大小和方向,为天然气的生产计量提供了参考依据。
1 问题的提出
2 实验方法及数据
2·1 模拟实验
(1)将流量计安装在钟罩式气体流量标准装置上,调节流量调节阀,依据JJG198-94《速度式流量计检定规程》在大流量下重复检定3次,计算出该流量点的平均仪表系数K0。然后用液化的松香模拟油污喷在流量计的旋涡发生器进气道的每个叶片上,形成1mm模拟的油污层,在不改变流量调节阀状态的情况下,对该流量计重复检定3次,计算出该流量点的平均仪表系数K1。同样的情况,分别模拟油污厚度2mm、4mm、7mm、10mm进行检定,求出对应的仪表系数Ki,具体实验数据见表1。
表1、表2、表3中的仪表系数和线性度的计算参见JJG198-94《速度式流量计检定规程》中对流量计的仪表系数和线性度的计算方法。相对误差的计算则是利用下面的公式逐步推导的。假设流量计在旋涡发生器堵塞或磨损后的某次检定中所发出的脉冲数为N,根据检定规程的计算方法可以求出这时的仪表系数Ki,由于钟罩内的气体温度和气体压力与流量计处的温度、压力差别不大,在不考虑温度压力修正的情况下得出公式:
式中:V为钟罩的标准体积。
同时,由于流量计内所设置的仪表系数为原始状态的仪表系数K0,根据流量计积算仪的工作原理可以得出公式:
式中:Vi为流量计的示值。
根据相对误差的计算公式
将(1)式和(2)式代入(3)式中可得
利用公式(4)可以求出改变旋涡发生器状态后的每次相对误差。
3 实验结果的分析
3·1 模拟油污实验结论
3·2 模拟堵塞实验结论
3·3 模拟磨损实验结论
从表3的数据中可以看出,随着进气道每个叶片磨损程度的加深,气流通过磨损了的进气道后不能形成完整的旋涡流,致使旋涡流的旋转频率逐渐变慢,压电传感器发出的脉冲数减少,流量计的显示值也比实际数值小,造成相对负误差越来越大。当进气道的入口边缘被磨损后,仪表系数和相对误差都发生了较大的变化,这说明旋涡流的产生主要依靠进气道的入口形状。
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