21.3: Вимірювання газу
- Page ID
- 29149
Вимірювання газу - ще одна область вуглеводневої інженерії, де точне прогнозування P-V-T властивостей робочої рідини є особливо критичним. Одним з найбільш широко використовуваних лічильників, що використовуються при вимірюванні витрати газу, є діафрагмовий лічильник. Діафрагмові лічильники класифікуються як вхідні лічильники, оскільки обсяг газу розраховується за показаннями зміни тиску, коли газ проходить через отвір, і він не отримується прямим показанням.
Діафрагмовий лічильник влаштований так, що протікає газ звужується в певному місці тонкою діафрагмою, дуже точно виміряною та каліброваною таким чином, щоб бути в концентричному положенні в трубі. Зменшення перетину протікає газового потоку при проходженні через отвір збільшує швидкість напору за рахунок напору тиску, а зниження тиску між кранами вимірюється манометрами (або записуючим лічильником). Типовий лічильник діафрагми показаний на малюнку 21.4.
Серед переваг використання лічильників oriface для цілей вимірювання газу можна виділити наступні факти:
- Вони прості за конструкцією і не мають рухомих частин.
- Вони відносно точні.
- Вони прості в монтажі і обслуговуванні.
- Вони охоплюють широкий діапазон потужності.
- Вони являють собою невисоку вартість.
- Існує великий досвід в їх використанні.
Серед недоліків приладомірів орієнтації можна виділити наступні факти:
- Вони являють собою нав'язливу техніку вимірювання та обмеження потоку, що призводить до великих втрат енергії.
- Отвір отвору може бути розмивається піском або їдкими рідинами.
- Отвір може бути перешкодженим воском або гідратом.
Серед переваг використання діафрагменних лічильників для цілей вимірювання газу можна виділити той факт, що вони прості за конструкцією і не мають рухомих частин, відносно точні, прості в установці і обслуговуванні, охоплюють широкий діапазон потужності, представляють невисоку вартість, а також є великий досвід в їх використанні. Серед недоліків діафрагменних лічильників є той факт, що вони являють собою нав'язливу техніку вимірювання та обмеження потоку, що призводить до великих втрат енергії, отвір отвору може бути розмито піском або корозійними рідинами, а отвір може бути перешкодженим воском або гідратом.
Рівняння Бернуллі потім використовується як основа для кореляції збільшення швидкості напору зі зменшенням напору тиску. При розрахунку витрати газу за допомогою діафрагменного лічильника необхідно виміряти дві величини: статичний тиск (тобто тиск в лінії) та перепад тиску (тобто падіння тиску на діафрагмі). Нижче наведено основне рівняння витрати газу через діафрагмовий лічильник:
\[q_{g}=\frac{\pi}{4} C Y_{1} d^{2} \sqrt{\frac{2 \Delta p}{\left(1-\beta^{4}\right) \rho}}=\frac{\pi}{4} C Y_{1} d^{2} \sqrt{\frac{2 \Delta p Z R T}{\left(1-\beta^{4}\right) p(M W)}} \label{21.2}\]
У Equation\ ref {21.2} витрата є функцією коефіцієнта стисливості газу (\(Z\)). Знову ж таки, для потоків високого тиску помилка коефіцієнта стисливості може призвести до помилково розрахованої швидкості потоку. Якщо у вас є якась помилка на Z-факторі, це автоматично перетворюється на помилку в газовому лічильнику. Точні методи прогнозування фазової поведінки є обов'язковим у вимірюванні газу.
У галузі природного газу точка газообміну між покупцем і продавцем називається передачею зберігання. Під час операцій з передачі зберігання точні вимірювання кількості та якості обмінного газу мають вирішальне значення через його економічні наслідки. Господарські операції ґрунтуються на об'ємних вимірах ставок, які регулюються для здійснення за однакових базових умов. Галузеві базові умови або стандартні умови (SC) зазвичай приймаються як P = 14.7 psia і T = 60.0 °F Низький відсоток неточності в розрахунку Z-фактора газу в передачі може легко перевести в тисячі доларів збитків на щоденній основі! Насправді оцінки швидкості потоку можуть виявитися надзвичайно чутливими до значень коефіцієнта стисливості. Ось чому газова промисловість не приймає прогнози Z-фактора з діапазоном невизначеності більшим за + 0,01% для операцій з передачі зберігання.