книги / Приборы и средства учета природного газа и конденсата

держанием азота 1% и углекислого газа 0,5% предварительно определяем

Рс= 0,6714рпр=0,6714-0,190=0,128;

Г с= 0,718927^=0,71892-1,295 =0*931.

и

выполнении большинства практических расчетов.

В качестве примера рассмотрим также определение коэффициента сжи­ маемости Z в зависимости от приведенных температуры и давления по гра­ фикам, показанным на рис. 4. На оси абсцисс откладывается значение при­

Из точки пересечения перпендикуляра с кривой приведенной темпера­

42

кривыми приведенных температур, то производится графическая аппрокси­

Ркр. ем = (1/100) (92-4,889+ 4-5,145+ 2-4,483 +

+1 -4,003 + 1 -3,554) = 4,71 МПа.

43

Как видно из полученных результатов, вязкость смеси газов в рабочих

нии и рабочей температуре, в связи с чем в дальнейшем при практических расчетах в диапазоне температур от —30 до + 100вС и давлений от 0 до 10 МПа вязкость смеси природного газа можно принимать равной вязкости

с кривой, соответствующей давлению 0.5 МПа, и из точки пересечения про­ ведем горизонтальную прямую до пересечения с осью ординат. При этом искомое значение абсолютной влажности газа равно 1,4 г/ма, Из рис. 6 так­ же можно определить массу воды, выделяющуюся из каждого кубометра на­

1.5. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА

Погрешность измеоения расхода газа с помощью стандарт­ ных сужающих устройств (диафрагм или сопел) складывается по методу средних квадратов из погрешности преобразования расхода газа в перепад давления на сужающем устройстве и инструментальных погрешностей приборов, измеряющих пере­ пад давления, давление и температуру, а также погрешностей определения плотности и коэффициента сжимаемости газа [11].

Предельная погрешность измерения сухого газа по методу переменного перепада давления с использованием дифманомет- ров-расходомеров, у которых предельная погрешность б<з<4Р) за­ дана по шкале перепада давления, может быть определена выражением

«<?<*.) = У Ч + Ч + 8’е + (1/4) (8»н + Ъ\р + Ц + VT +pz). (95)

При использовании дифманометров-расходомеров, у которых погрешность бQ(VTP) задана по шкале расхода (с извлечением квадратного корня из перепада давления), предельная погреш­ ность измерения расхода сухого газа определяется выражением

bQivrP) = у ъ \ + 5? + 8* е +VYM + (1/4) (8рн + 82р + 82г + Щ , (96)

где 6<з(4Р) и бQ (V iji) — предельные погрешности измерения рас­ хода сухого газа при использовании дифманометров-расходоме- оов со шкалой перепада давления и расхода соответственно, %;

44

flредельйая погфШйбсть определения коэ ффщиентя расхода Диафрагмы ба рассчитывается по формуле

где баи— предельная погрешность определения исходного коэф­ фициента расхода диафрагмы, принимаемая равной 0,3%, т. е.

и=0,3%; б ad— предельная погрешность измерения внутрен­ него диаметра отверстия диафрагмы d, %; 6 »D — предельная погрешность измерения внутреннего диаметра измерительного трубопровода D, %; 6„ш — предельная погрешность влияния шероховатости внутренней поверхности трубопровода перед диафрагмой, %; бan— предельная погрешность, вызванная при­ туплением входной кромки диафрагмы, %; бах,— погрешность от влияния местных гидравлических сопротивлений перед диа­ фрагмой, %; бае— предельная погрешность от влияния экс­ центриситета между осью диафрагмы и осью измерительного трубопровода, %; бан — предельная погрешность от влияния уступа от стыковки труб внутри прямого участка трубопровода перед диафрагмой, %.

При внутреннем диаметре трубопровода перед сужающим устройством больше 300 мм значениями погрешностей бащ и оап можно пренебречь и принять бащ “ б ап= 0. При диаметрах трубопровода меньше 300 мм погрешности б1Ш и dan опреде­ ляются по методике, приведенной в Правилах [11].

Значения погрешностей 6ad и б«о, вызванных отклонением от расчетных значений диаметра сужающего устройства d и внутреннего диаметра трубопровода D для диафрагм, сопел и сопел Вентури, равны 0,025% при 0,4 и 0,05% при т < 0,4. Для сопел Вентури б«/=0,05% для всех допустимых значений т . Значения погрешности 6 « D = 0 , 1 5 % д л я всех типов сужаю­ щих устройств в диапазоне допустимого значения т. При числе Рейнольдса R e^lO 6 в рабочей зоне изменения расхода газа коэффициент коррекции на изменение числа Рейнольдса /Ске= 1, а погрешность от изменения числа Рейнольдса бяе=0.

45

Kemin — минимальное число Рейнольдса в рабочем диапазоне расходов; т — модуль сужающего устройства.

Погрешность бав от влияния эксцентриситета между осью сужающего устройства и осью измерительного трубопровода перед сужающим устройством определяется следующим обра­ зом. Если эксцентриситет

то погрешностью бае можно пренебречь, т. е. можно принять, что 6 ае = 0. Если значение эксцентриситета е находится в пре­ делах

то погрешность бае не превышает 0,3% и можно принять, что

*««*=0,3%.

Погрешность 6 ац от влияния высоты уступа h внутри пря­ мого участка от состыкованных труб перед сужающим устрой­ ством определяется следующим образом. Если выполняется условие

то погрешностью 6 „н можно пренебречь и принять 6ан=0. Если относительная высота выступа Н между двумя участками со­ стыкованных труб больше 0,3%, но соответствует условиям

то погрешность б»ы=0,2%. Здесь I — расстояние от переднего торца сужающего устройства до выступа, h — высота уступа.

Погрешность баь от влияния местных сопротивлений до и после диафрагмы определяется по табл. 5—10. Подставив зна­ чения погрешностей bad, 8ад, 8аш, §<,«, °ае, §«я, и baL в формулу (97), получим значение предельной погрешности 6 а, определения коэффициента расхода а сужающего устройства.

Погрешность определения коэффициента расширения е оп­ ределяется по формуле

где е — коэффициент расширения; б*, бдр, 6р — предельные по­ грешности определения показателя адиабаты к, перепада дав­ ления Ар и давления р, %; 6о=2Др/р для т ^ 0 ,5 6 и 60=4Ар/р для 0,56^т^0,64 .

Погрешности показывающих дифманометров по шкале рас­ хода вычисляются по формуле

где Qnp — предельное значение расхода газа по шкале расхода

46

ДифманоМетрафйсХодомера; Q— текущее значение рйсхбдй М- за в поверяемой точке; S Y T p ~ класс точности дифманометра-

расходомера.

Для показывающих дифманометров, у которых класс точ­

ются по следующим формулам. Для регистрирующих дифма­ нометров, у которых класс точности определен по шкале пе­ репада давления с обработкой картограмм корневым плани­ метром,

ЧР= 0.25 ^ L 5 д р ) 2 + 0,256ПК + 0,0012ДтдР • (107)

Для регистрирующих дифманометров, у которых класс точ­ ности определен по шкале расхода с обработкой картограмм пропорциональным планиметром,

Ь2у~Р = 0,25 ( ~ S y s p j + 0,256пп + 0,0012Ат2^ . <108)

Для регистрирующих дифманометров, у которых класс точ­ ности определен по шкале расхода с обработкой картограмм корневым планиметром,

&УТр = 0,25 l ^ ~ SvTpJ + 0,256пк .+ 0,0012Дх2^, (109)

где бпк и бпп— приведенные погрешности корневого и пропор­ ционального планиметров соответственно, %; Дтдр и Дт/дJ — абсолютные погрешности хода картограмм дифманометров с классом точности по перепаду давления и расходу соответ­ ственно, мин.

Погрешности измерения давления и температуры газа опре­ деляют по следующим формулам:

бР = 0,5 (рпр / p)Sp, (НО)

где 6р — предельная погрешность измерения давления газа, %; Рпр— предельное значение шкалы манометра; р — текущее зна­

47

где Ьт— предельная погрешность измерения температуры газа,

Предельная погрешность определения нормальной плотности газа рн при использовании табличных значений плотности газа

рн, равная половине разряда последней значащей цифры в таб­

где Z — коэффициент сжимаемости газа; 6N2 и бсо2— погреш­ ности определения молярной концентрации азота и углекислого газа в природном газе, %; 2 табл— погрешность определения табличных значений коэффициента сжимаемости, %. Для прак­ тических расчетов можно принять 6гтабл=0,25%.

Подставив полученные значения составляющих всех погреш­ ностей в формулу (95) или (96), получим значения предельных погрешностей измерения расхода газа бв(/д£> или 6<з(дР).

Рассмотренные формулы служат для расчета погрешности мгновенного расхода газа, определяемого положением стрелкипера относительно диаграммы самопишущего дифманометрарасходомера.

В то же время в практике учета газа в газовой промышлен­ ности производится не разовое измерение мгновенного расхода

48

газа, а ежесуточная обработка суточных диаграмм дифмано- метров-расходомеров. При обработке большого числа суточных диаграмм, вследствие того что погрешность дифманометра обычно носит случайный характер (имеет плюсовые и мину­ совые значения), предельная погрешность определения объема прошедшего через сужающее устройство газа б по результатам

обработки нескольких суточных диаграмм уменьшается в yt раз и определяется формулой

где б — результирующая погрешность определения объема газа за несколько суток по данным обработки i суточных диаграмм, %; б,-— погрешность измерения и обработки одной суточной диаграммы, %; i — число обработанных диаграмм; А/Сист— си­ стематическая составляющая погрешности измерения и обра­ ботки одной суточной диаграммы, %.

С допустимой точностью можно принять, что систематиче­ ская составляющая погрешности измерения и обработки одной суточной диаграммы равна '/з погрешности би т. е.

В качестве примера рассчитаем по формуле (119) резуль­ тирующие погрешности определения объема газа бзо и бзб5 (за месяц и за год) по результатам обработки 30 и 365 суточных диаграмм соответственно, снятых с дифманометра-расходомера класса 1,5 (б*=1,5%);

Из рассмотренного примера видно, что при обработке боль­ шого числа суточных диаграмм дифманометра-расходомера класса 1,5 результирующая погрешность определения объема газа за отчетный период— 1 мес— не превышает 0,77%, а за год — 0,58%; это подтверждается практическими данными экс­ плуатации пунктов учета газа.

При наличии систематической составляющей погрешности по мере увеличения числа обработанных за отчетный период суточных диаграмм результирующая погрешность уменьшается, но не может стать меньше значения, равного систематической составляющей погрешности обработки одной суточной диа­ граммы.

4 Зак. 1626

Глава 2

СУЖАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

2.1. СПОСОБЫ ОТБОРА ДАВЛЕНИЙ ОТ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Как видно из кривой распределения давлений до и после сужающего устройства (рис. 1, б), места отбора давлений, по­ даваемых на дифманометр, оказывают влияние на значение измеряемого перепада давления. Существуют четыре способа отбора давлений: угловой, суженной струи, радиальный и флан­ цевый (рис. 10). Они различаются по расположению отверстий для отбора давлений в сечении трубопровода относительно диафрагмы.

В СССР распространены два способа отбора давлений — угловой и фланцевый. При угловом способе отбора давление отбирается непосредственно у диафрагмы с помощью угловых отверстий (рис. 10, б) или кольцевых камер (рис. 10, в). При фланцевом отборе (рис. 10, е ) давления p i и р2 отбираются через отверстия во фланцах, находящихся на равном расстоя­ нии l\ = h = 25 мм или на расстоянии l\ = h= Q k)D от соответ­ ствующей плоскости диафрагмы. В США применяется метод суженной струи (рис. 10, г), при котором давление р\ отбира­ ется через отверстия, расположенные в сечении А—А (рис. 10, а), а давление р2— в сечении Б—Б. При этом давление р^ от­ бирается на расстоянии /i= (0,5-Ь2)£> от передней плоскости диафрагмы, а р2 — на расстоянии 12= (0,2—0,8 )D от задней плоскости диафрагмы.

Радиальный способ отбора (рис. 10, д) весьма близок ме­ тоду суженной струи. В этом случае давление Pi отбирается на расстоянии l\—D, а давление р2 — на расстоянии /2=0,5Z> от соответствующей плоскости диафрагмы.

Влияние способа отбора давления может быть учтено по

формуле

а = а„. УК, ,

где а — коэффициент расхода сужающего устройства при вы­ бранном способе отбора давлений; Ку— коэффициент способа отбора; аи.у — исходный расчетный коэффициент расхода для углового способа отбора давления.

На рис. 11 приведена зависимость изменения коэффициента от модуля т при переходе от углового отбора к другим способам. Как видно из рисунка, при модуле диафрагмы т ^ 0 , 5 перепады давления при угловом способе отбора практически равны перепадам при отборах по методу суженной струи, ра­ диальном и фланцевом, что позволяет говорить о равенстве

60