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技術文章  

孔板直角入口尖銳度變化的原因


發布日期:2021-03-17 點擊:16次
  從地層開釆出來的天然氣,雖然經過分離、過濾等工藝去除了大量雜質,但是因其成分復雜,少量雜質在流經孔板流量計的過程中仍會對節流元件造成腐蝕或者磨損。例如在長時間的使用工程中,孔板直角入口邊緣和孔板上下游端面受到氣體沖刷、壓力沖擊,就會導致孔板的直角入口邊緣變鈍、孔板上下游端面變粗糙、變形,實際流出系數也會隨之發生變化,導致天然氣計量產生誤差。
  由于測量管道中的天然氣具有很高的壓力(1.5MPa-5MPa),有時還含有腐蝕性氣體組分,因此在流經節流孔板時對孔板直角入口處造成沖蝕和磨損,孔板片入口邊緣原本是尖銳的直角棱,但隨著管線中高壓氣流、雜質的沖刷,孔板片入口邊緣逐漸變鈍、不再尖銳,孔板在節流前后的流場也因此變化,差壓變送器測得值隨之改變,導致計量準確度下降。
  按照GB/T2624-2006《用安裝在圓形截面管道中的壓差裝置測量滿管流體流量》規定:孔板上游入口邊緣應為直角,孔板開口與上游端面之間的夾角為90°±0.3°,孔板上游端面與開孔面的夾角棱線應沒有劃痕和毛刺,孔板下游端面和喇叭口夾角棱線等處也應沒有劃痕和毛刺。
  計量標準規定,孔板上游直角入口邊緣棱線的尖銳度應滿足其圓弧半徑r不大于孔板孔徑的萬分之四。若直角入口邊緣棱線磨損出的圓弧半徑r超過標準要求,則此孔板片已不適合繼續使用,必須更換新孔板片才能保證計量準確度。否則圓弧半徑r值將越來越大,節流孔板將圓滑過渡,導致節流孔板對流過它的流體節流效果減弱,流體流速也會發生變化,引起壓差的變化,相當于實際流出系數改變。
  根據ISO經驗公式(4.1),當管道雷諾數一定、孔板的尺寸也一定的情況下,就能夠計算出流出系數的理論值。許多流量計算機使用ISO經驗公式來計算流出系數(通過操作人員在流量計算機中設置的孔徑、動力粘度等參數計算)。但隨著孔板流量計的直角入口棱線在使用中磨損,實際的流出系數就逐漸偏離了ISO經驗公式計算出的理論值。
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