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天然氣AG手机亚游 計裝置管路流場對檢定影響
發布時間:2020-3-12 08:22:54

摘要:在國家天然氣AG手机亚游 計計量站大AG手机亚游 檢定系統的應用過程中,由于工作需開啟不同的檢定管路,所實施的核查級標準表和被檢工作表具有多樣化的組合方式,且工作AG手机亚游 較大,其檢定結果準確度非常易受介質流場不穩定性的影響。為此,基于典型大AG手机亚游 檢定裝置的流程模型,通過采用FLUENT模擬不同檢定口徑在不同AG手机亚游 點下的不同工作組合模式,計算得到不同管路工作條件下的天然氣體積AG手机亚游 測定誤差值。研究分析結果表明:計量站的標準表不同組合方式工作條件對檢定工作質量具有不同的影響,工作管路的口徑越大而造成的介質流動不穩定性產生的檢定結果準確度影響越明顯,通過改善檢定系統中標準表與檢測表的管容和增大進、入口管路的間距可降低檢定誤差,從而一定程度地消除介質流動狀態帶給計量檢定的影響,有效提高天然氣AG手机亚游 計檢測的量傳水平。
0引言
  為保證天然氣貿易結算的公平公正,需對廣泛應用于各計量站的天然氣AG手机亚游 計實施強制檢定,檢定系統的準確度和可靠性是影響計量檢定結果的重要影響因素,也是保證公平貿易的重要保障。一般而言,在國家天然氣AG手机亚游 計量站的大AG手机亚游 檢定裝置中,由于檢定管路的口徑大和工作AG手机亚游 大,這就要求管內天然氣應獲得一個充分發展的軸對稱的速度分布,以避免局部流動的不穩定性對檢定結果造成一定的誤差影響。因此,探索分析檢定管路流場對檢定結論準確度的影響,確定標準表與檢測表間的間距和合適的管容條件,對提高計量檢定工作質量有著十分重要的作用。
1大AG手机亚游 檢定系統流程簡化模型
  國家石油天然氣大AG手机亚游 計量站武漢分站是中國石化依托川氣東送管道建設的國際先進水平的天然氣AG手机亚游 計量高壓實流檢定站,能夠對DN500mm及以下的天然氣AG手机亚游 計實施校準或檢定。該站使用的檢定系統基于標準表法原理,采用小AG手机亚游 檢定系統,大AG手机亚游 檢定系統及檢定臺位分區域組合成而。如圖1所示,大AG手机亚游 檢定系統設置6組由1臺標準渦輪AG手机亚游 計和1臺核查超聲AG手机亚游 計串聯組配的標準表管路(DN200mm)、5組檢定臺位(分別為DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和DN400mm)和1組移動式標準裝置檢定接口(DN300mm)。
  通常,大AG手机亚游 檢定裝置需根據檢定要求打開AG手机亚游 計檢定管路、核查級標準表和工作級標準組合表來開展檢定工作,其檢定AG手机亚游 計管徑范圍(DN150~DN400)mm,壓力等級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa,AG手机亚游 范圍(25~9600)m2/h。

  為了便于模擬天然氣在管道內的流場狀況,簡化大AG手机亚游 檢定裝置流程模型如圖2所示。模型左端連接標準表,是為介質入口側;模型右端連接被檢表,是為介質出口側。在實際的檢定工作過程中,根據被檢表各檢定點的AG手机亚游 值實施核查級標準AG手机亚游 計的多種組合使用。[5-8]因此,本文以幾種較為典型的組合開展分析,總結標準表與被檢表間的距離確定和檢定結果準確度影響規律。

2模擬單根管路的檢定結果準確度影響
2.1構建網格模型
  采用FLUENT模擬計算DN400管路在4MPa、20℃、檢定點AG手机亚游 1000m3/h時的管內天然氣流場狀況。如圖3所示,在GAMBIT建立三種不同管路條件模型并劃分網格,即分別模擬單根入口管和出口管距離很近、較近和較遠的不同情況。模型中y軸擬合匯管軸向,D匯=0.6m、L匯=7m;x-軸擬合入口管軸向,D入=0.2m、L入=3m;x+軸擬合出口管軸向,D出=0.4m、L出=10m。

2.2計算結果分析
  根據武漢分站天然氣的基礎物性,在FLUENT中創建流體材料,經計算得到流動穩定后的管內天然氣流速分布如圖4所示。

  通過觀察出口管路分別在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的截面流速分布,并計算三種組合類型在相應截面上的體積AG手机亚游 大小,如圖5所示。對比入口AG手机亚游 ,可清楚的知道各截面上AG手机亚游 值發生了波動,這是由于天然氣在管道內流場穩定性發生變化而產生的影響。因此,要最大程度地消除天然氣流場不穩定性對檢定結果準確度的影響就需設置合理的標準表與被檢表間的距離。根據本文的模擬結果可知:對模型1的管路情況,將被檢表設置在4m處誤差最小;對模型2的管路情況,將被檢表設置在6m處誤差最小;對模型3的管路情況,將被檢表設置在2m處誤差最小。

3模擬組合管路的檢定結果準確度影響
3.1構建網格模型
  采用FLUENT模擬計算DN250管路在6MPa、20℃、檢定點AG手机亚游 2000m3/h時,三根入口管組合情況下的的管內天然氣流場狀況。同理,在GAMBIT中建立模型并劃分網格,如圖6所示。

3.2計算結果分析
  同樣根據武漢分站天然氣的基礎物性,在FLU-ENT中計算得到流動穩定后的出口管內天然氣在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的流速分布如圖7所示。

  由圖7可以看出,出口管道內天然氣流動狀況在截面4m處趨于基本穩定,5m后的天然氣的流動狀態變化已然非常的微小。如圖8所示,分別計算各截面的體積AG手机亚游 ,并與入口AG手机亚游 對比發現被檢表設置2m處誤差最小。通過天然氣流場穩定性與截面AG手机亚游 的影響關系可知,設置合理的檢定設備位置,以保證介質流動穩定性可有效的提高檢定結果準確度。

4結論
  在實際的AG手机亚游 檢定工作中,核查級標準AG手机亚游 計和被檢AG手机亚游 計可有多種的組合方式,要最大程度地消除天然氣的流動狀態帶給計量檢定的影響,必須要確定標準表與檢測表間的合適間距和管容。通過對天然氣AG手机亚游 計量站的大AG手机亚游 檢定臺上不同口徑在不同AG手机亚游 點下的不同工作組合模式進行流場模擬分析,計算得出不同管容截面上的體積AG手机亚游 和將產生的計量誤差。
(1)對比模擬被檢AG手机亚游 計口徑分別在DN400mm與DN250mm時的檢定結果準確度,DN400mm時的檢定誤差最大近乎3%,可見大口徑的AG手机亚游 計檢定工作質量受介質流場穩定性的影響更為明顯。
(2)對比模擬單根入口管和三根入口管組合情況下的管內天然氣流場變化對檢定結果準確度的影響,可知標準表的不同組合方式造成的影響程度并不相同。
(3)對比模擬較大被檢AG手机亚游 計口徑(DN400mm)條件,在入口管分別位于匯管不同位置時的最小誤差截面位置在4m、6m和2m處,可知適當減小兩表管容,增大入口管路和出口管路之間的水平距離可有效的降低檢定誤差。

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