浦煤公司出厂煤气流量计量装置改造的研究

　　目前我国能源状况是资源相对紧缺、能源结构不合理; 经济增长方式粗放、能源效率低下; 同时，经济高速发展，能源需求增长强劲，环境污染严重。针对这一状况，国家实行节约资源的基本国策，实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源政策。为此，上海能源结构作出相应调整， “十二五”末要全部实现居民人工煤气用户的天然气置换，上海新的三年环境行动计划明确提出，今后要减少煤炭的使用，并大力推广使用天然气。在这样的大环境下，浦东煤气制气有限公司 ( 以下简称浦煤公司) 即将面临越来越多的天然气替代人工煤气，人工煤气产量将逐渐下降的趋势，出厂人工煤气的最小流量可达到 11500m3/ h 左右，同时又要向南线、北线输送，目前管道中人工煤气的流量会较小，低于原来设计中的最低流量。

　　浦煤公司原有用于计量出厂煤气的南、北线孔板流量计量装置是依据 GB/T 2624—1993 ( 下文中简称 “旧 标 准”) 建 立 的。管 道 型 式 是 依 据 GB/T18215. 1—2000 《城镇人工煤气主管道流量测量 第 1部分: 采用标准孔板节流装置的方法》[1]，采用双管并联，南线用 DN700 的双管，北线用 DN1000 的双管，其走向如图 1 所示。

　　图注: L0为第 1 管件 ( 全开闸阀) 与第 2 管件( 同一平面上两个 90°弯头) 之间直管长度; L1为孔板与第1 管件 ( 全开闸阀) 之间直管段长度; L2为孔板下游直管段长度。取压方式为径距取压。流量计量范围分别是南线: 10500 ～ 45000m3/ h、北线: 21000 ～ 90000m3/ h。系统的不确定度为 0. 918% ( k =2) 。

　　显然，原有南线 ( 南一、南二) 、北线 ( 北一、北二) 孔板流量计量装置的测量范围无法满足浦煤公司未来出厂煤气流量计量的需要。为此，公司决定对南、北线出厂煤气孔板流量计量装置进行改造。

　　1 改造方案的设计

　　1. 1 技术依据

　　此次改造如果新建两套流量计量装置代替浦煤公司原有装置，将需要大量人力、物力、财力，而且装置建成后可预见的使用时间并不长。这显然不是经济合理的方案。

　　原有南、北线孔板流量计量装置是依据旧标准建立的，其管道的切除雷诺数是限制最小流量的最主要因素。新标准对最小雷诺数的限制大大放宽，最小切除流量也相应大幅下降。以 DN1000 的孔板流量计量装置为例，对于 D 和 D/2 取压方式，旧标准要求 ReD≥1260β2D，当 β = 0. 5 时，切除雷诺数为 3. 15 × 105，最小切除流量在 21000m3/ h 左右。而新标准规定:ReD> 5000，最小切除流量只有 300 ～ 400m3/ h[2]。可见，对于最小切除流量，最小雷诺数的影响已不再是主要因素。而确保流量仪表测量精度的流量范围 ( 或量程比) 将成为制约最小流量的主要因素。