旋进旋涡气体流量计表前测压造成误差的分析及计算

　　最近几年,中原油田天然气产量一直呈逐年递增的趋势发展。各单位对天然气的计量也逐渐地重视起来,对小口径的天然气计量仪表也增加了投入,更换了一部分更加适合油田工况计量的旋进旋涡流量计来替代以往采用的气体涡轮流量计。但是,有许多单位在更换过程中只是简单地将原来的气体涡轮流量计替换下来,装上新型的旋进旋涡流量计,而对原计量流程管路未做更改,特别是对压力测量位置未做改动。由于气体涡轮流量计与旋进旋涡流量计在压力测量位置和压力换算方法上有很大的不同,因此必然造成流量计量结果的差别,从而造成人为的计量误差。本文通过理论和实验两种方法对这种误差进行分析计算,从而为生产单位消除这种误差提供一定的理论根据。

　　1　两种测压方式及压力换算公式

　　气体涡轮流量计的测压位置是在流量计的前直管段距流量计入口10倍管径的地方开孔取压。这个压力也就是流量计的表前压力P1.由于气体涡轮流量计的压力损失很小,因此,表前压力P1与流量计壳体内部的压力大小基本一致。

　　旋进旋涡流量计的测压位置在流量计的壳体内部,通过开在壳体上的取压孔将压力P2用紫铜管加到压力变送器的入口或连接到压力表上(如图1)。

　　这两种仪表都属于速度式仪表,它们的测量原理是通过传感器将气体的流速转换成电信号。由于流速与体积流量成正比,因此输出的电信号就与通过流量计的体积流量成正比。再经过流量积算仪的运算处理,转换成体积流量的累积值和瞬时值显示出来。根据气体状态方程利用下列公式可将工况下的体积流量换算成标准状态下的体积流量。

　　式中　V0——标准状态下的体积量, m ³;

　       　Vm——流量计的显示值, m ³;

　       　Pg——工作状态下的管线压力(绝对压力), Pa;

　   　   P0——标准大气压, 1.01325×10 ⁵ Pa;

　　      T0——标准状态下的绝对温度,　(273.15+20) K;

　      　T——工作状态下的绝对温度, (273.15+t) K;

  　     　t——工作环境的温度,℃。

由于旋进旋涡流量计的入口有一个旋涡发生器,它是一个压力阻力件,气体通过它时将产生一定的压力损失。理论上该压力损失的大小可按下面的经验公式计算:

　　式中　ΔP—气体通过流量计时产生的压力损失, Pa;