1.天然气计量仪表

1天然气计量仪表李万俊目录2目录第一节概述第二节压力测量仪表第三节温度测量仪表第四节流量测量仪表一、标准孔板流量计二、涡轮流量计三、涡街流量计及旋进旋涡流量计四、容积式流量计五、超声流量计六、其它流量计简介目录3第一节概述第二节压力测量仪表第三节温度测量仪表第四节流量测量仪表一、标准孔板流量计二、涡轮流量计三、涡街流量计及旋进旋涡流量计四、容积式流量计五、超声流量计六、其它流量计简介目录4第一节概述天然气计量是天然气生产、经营过程中的一个重要环节。从天然气自身的特点来看，天然气有许多特定的量，如：压力、温度、流量、热值、露点等。目录5根据天然气生产、经营的需要，可以将天然气特定的量分为三大类：1.天然气的数量2.天然气的质量*3.天然气生产过程中监控量主讲内容：压力、温度、流量目录61.天然气的数量用来衡量天然气的数量或多少的量有：(1)体积量(2)质量(或重量)(3)热值量(或能量)。目的：用于贸易交接或生产过程监控。目录72.天然气的质量*用来衡量天然气性质的量主要有：(1)组份含量(如甲烷含量、硫化氢含量、水含量等)(2)单位发热量(3)相对密度、真实相对密度(4)临界压力、临界温度(5)水含量(露点、湿度)目的：衡量天然气品质优劣程度。如天然气的单位发热量、硫化氢含量、水含量等。目录8与天然气性质有关的量，一般需要通过天然气取样及化验分析来获得。为了准确测量天然气的流量，也需要天然气性质有关的特性参数。*注：用来衡量天然气数量的“质量”是一个特定量，衡量天然气特性及品质优劣程度的“质量”是一个广义的量，这两个概念是截然不同的概念，应注意区别，不可混为一谈。目录93.天然气生产过程中监控量如：压力、温度、流量、热值、露点、液位等。目的：用于天然气生产过程监控、产品质量监控、安全防护等。目录10第二节压力测量仪表JJF1008-1987压力(压强)：垂直作用在单位面积上的分布力。P……压力，Pa(帕斯卡)F……作用力，N(牛顿)S……作用面积，m2SFP目录11一、压力可分为：(1)绝对压力：以零点作参考压力的差压。(2)表压力：以环境大气压力作参考压力的差压。目录12压力可分为：(3)差压：指两个相关压力之差。(4)大气压力：指地球表面空气柱重量所产生的平均压力值，它随时间、地点而变化，其值可用气压计测定。(5)负压(真空度)：指比大气压力低的表压力。目录13相互关系：P绝＝Pα＋P表P真空＝Pα－P绝压力单位的换算：1MPa＝103kPa＝106Pa；目录14二、测压仪表的分类(l)液柱式压力计。将被测压力转换成液柱高度差进行测量；(2)弹性式压力计。将被测压力转换成弹性元件的弹性变形的位移量进行测量；(3)活塞式压力计。将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量；(4)电气式压力计。将被测压力转换成各种电量进行测量。目录15三、压力仪表的准确度等级(l)活塞式–国家基准士0．002％，0.002级；–工作基准士0．005％，0.005级；–一等标准士0．02％，0.02级；–二等标准士0．05％，0.05级；–三等标准士0．2％，0.2级。目录16(2)液柱式。国家基准士0．002土0．005％；标准器士0．05士0．2％；工业用土0．5％士1．0％士2．5％。目录17(3)弹簧管式压力表。精密压力表士0．1％士0．16％士0．25％士0．4％；目录18一般压力表士1．0％土1．6％土2．5％土4．0％。目录19(4)电气式压力计士0.025％士0.05％士0.075％士0.1％士0.2％士0.5％目录20四、常用压力仪表（一）、液柱式压力计1.液柱式压力计P=ρ.g.Δhkg/m^3*m/s^2*m=PaΔh:两液面高度mρ：工作液体的密度kg/m^3g：重力加速度m/s^2P：压力Pakg*(m/s^2)/m^2目前已很少使用该类压力计。其中：压力与液柱高度的关系仍然需要掌握。目录21(二)、弹性式压力表1.弹簧管式压力表的测压原理：根据虎克定律，利用弹性敏感元件受压后产生的弹性形变，并将形变转换成位移放大后，用指针指示出被测的压力。目录222.弹簧管式压力表的特点：弹簧管式压力表是工业上应用最广泛的一种测压仪表，并以单圈弹簧管的应用为最多。弹簧管式压力表可以直接测量蒸汽，油，水和气体介质的表压力，负压和绝对压力，测量范围可以是－0.1MPa—1500MPa。其优点是结构简单使用方便操习作安全可靠，其缺点是测量准确度不高，不适于动态测试。目录233.弹簧管压力表结构1--弹簧管2--拉杆3--扇形齿轮4--中心齿轮5--指针6--面板7--游丝8--调整螺钉9--接头目录244.工作原理被测压力由接头9通入，迫使弹簧管l的自由端B向右上方扩张，自由端B的弹变形位移由拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转，于是指针5通过同轴的中心齿轮4的带钉；9—接头系，因此弹簧管压力表的刻度标尺是线性的。游丝7是用来克服因扇形齿轮和中心齿轮的间隙所产生的仪表变差。改变调整钉8的位置(即改变机械传动的放大倍数)，可以实现压力表的量程调整。目录25单圈弹簧管压力表的弹簧管，它的截面呈扁圆或椭圆形，椭圆或扁圆的长轴。与图面垂直的弹簧管中心轴相平行。管子封闭的一端为自由端，即位移的输出端。管子的另一端则是固定端，作为压力表的输入端。作为压力一位移转换元件的弹簧管，当它的输入被测压p后，由于椭圆形截面在压力p作用下将趋向圆形，弯形圆弧形的弹簧管随之产生向外挺直的扩张变形，其自由端就由B移到B，弹簧管的中心角随即减小Δγ。根据弹性变形原理可知，中心角的相对变化值Δγ／γ是与被测压力p成比例。中心角的变化值一般只有5～10°，但通过扇形齿轮传动机构的作用，使压力表指针的角位移达到270°。为了增大弹簧受压变形时的位移量，可采用多圈弹簧管结构，其基本原理与单圈弹簧相同。需注意的是，具有均匀壁厚的圆形弹簧管不能作为测压元件。目录265．压力表选用压力表的选用应根据使用要求，针对具体情况作具体分析。在符合工艺生产过程所提出的技术要求条件下，本着节约的原则，合理地进行选择种类、型号、量程和准确度等级等。选用的依据主要有:(1)工艺生产过程对压力测量的要求。如压力测量准确度、被测压力的高低、测量范围，以及附加装置的要求等；(2)被测介质的性质。如被测介质温度的高低、腐蚀性、脏污程度、易燃易爆等。(3)现场环境条件。如高温、腐蚀、潮湿、振动等。目录275．压力表选用除此之外，对弹性式压力表，为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作，在选择压力表量程时必须考虑到留有足够的余地。一般情况下，在被测压力较稳的情况下，被测量的压力应不超过满量程的l／3～3／4；在被测压力波动较大的情况下，被测量的压力应不超过满量程的l／3～2／3。目录286．压力表使用注意事项(l)仪表应工作在允许的压力范围内，在测量压力比较稳定的情况下，被测压力不应超过仪表上限的3／4，在测量压波动较大的情况时，被测压力不应超过仪表上限的2／3；(2)仪表的安装环境应满足规定要求；(3)仪表应垂直安装，接头阀门应无泄漏；(4)仪表必须定期检定；如出现弹簧管破裂、指针脱落、指示失真等现象时应停止使用；(5)仪表在使用过程中应注意保持干燥和清洁；(6)更换压力表时，必须先关闭压力表的根部阀，松动压力表接头，待压力表内的压力逐步卸完后，才能拆出压力表。目录29(三)、CW型双波纹管差压计CW型双波纹管差压计也是弹性式压力仪表。一般用于差压流量计中差压的测量，也可用于其他差压的测量。由于其性能较差，目前正逐步被电动差压仪表所替代。目录301.CW型双波纹管差压计的结构CW型双波纹管差压计由差压测量部分、差压显示部分和附记静压测量部分这三部分组成，其各部分的组成为：(l)差压测量部分：由波纹管、阻尼阀、扭力管、中心基座量程弹簧组、外壳等组成；(2)差压显示及记录部分：由四连杆机构、驱纸机构、面板、表门、限位件、记录卡片，墨水瓶，毛细管、笔尖等组成；(3)静压测量部分：由静压弹簧管、四连杆机构组成等组成。目录312.工作原理双波纹管差压计是根据位移式原理动作的，图4一13为原理示意图。在中心基座8上的左右侧装有波纹管B1和B2，两端用连结轴1连接起来，波纹管B3连通在波纹管B1的外侧进行填充液的温度补偿，中心基座内腔、波纹管B1、B2、B3之间都填充满工作液体，并将其长期密封起来。假如测定流量，流体流经节流装置前后产生的压差，通过导压管分别引入到高压室和低压室，若压力pl大于压力p2，则压差Δp＝pl一p2作用在波纹管B1上，波纹管B1则被压缩，体积缩小，由于其内部填充工作液不可压缩而体积一定，因此此时波纹管B1部分填充液必将通过阻尼环11的周围环隙和阻尼旁路10向波纹管B2。由于部分填充液的流动破坏了系统的平衡，使连结轴1从正压室方向向负压室方向移动，移动的结果使负压室的量程弹簧组7产生相应的线性拉伸，直至量程弹簧的变形力与差压值对波纹管产生的测量力平衡为止，此时，差压计的连结轴便移到新的位置上；连结轴的移动，通过固定在中心轴上的挡板3使摆杆4带动扭力管5扭转，扭力管5的扭动带动心轴6以同样的扭角输出给显示部分。通过理论计算可知，测量的差压值Δp与连结轴的位移量Δs成正比例关系，而连结轴的位移量Δs又与心轴的输出角θ成正比例关系，所以通过检测出芯轴的输出角θ便可知计量装置产生的压差信号Δp。目录323．双波纹管差压计的型号规格目录334．双波纹管差压计的日常操作(l)时钟上条。上条前按箭头所示方向上紧，避免反向和上条过紧。上紧一次一般可连续运行七昼夜，因此至少应隔2—3天才上一次发条。(2)更换卡片。每天更换一次。更换时先将抬笔架按起，用手轻拉起记录纸夹紧器，取出记录过的卡片，更换一张新卡片，对准时间弧线，使其差压记录笔尖处于工作时间相对应的时间弧线上，然后上紧记录纸夹紧器，放下始笔架，使记录笔尖与记录纸相接触。更换时必须注意避免用手抬笔杆，以免弄松笔杆，注意保护记录图纸的中心孔，否则记录不准。目录34毛细管中有气泡后，墨水的张吸受阻，影响记录笔的自动记录，必须排除气泡。方法是；一手堵住墨水瓶(或橡皮泵)上通大气的小孔，一手轻压墨水瓶(或橡皮泵)向墨水瓶加压，排除气泡，直至毛细管中看不到气泡为止。(4)开表操作l)检查仪表，时钟上条，加墨水并排尽毛细管中的气泡，差压笔尖对准卡片时间弧线；2)检查导压管及仪表上各阀门的开关位置是否正确。先打开仪表阀，关闭高、低压阀，然后关闭仪表管路上的放空阀，再缓开孔板上、下游导压阀。3)缓开仪表高、低压阀，然后关闭平衡阀，仪表开始工作。目录35(5)关表操作l)打开仪表阀；2)关闭上、下游导压阀；3)打开仪表管路上的放空阀，观察差压指针是否回到零位，静压指针是否回到当地大气压相应压力的格数上；4)最后关仪表高、低压阀，使仪表处于安全停止工作。有隔离器的仪表操作，必须注意保证二隔离器隔离液的平衡，以免引起计量误差。(6)仪表记录笔零位的调整见附件目录365.差压计日常运行范围的规定要求流量计的差、静压应在流量计记录图纸(开方卡片)的30—90格之间运行，最好是在50一90格之间。如果流量计运行范围超过规定允许范围,将会使流量计计量准确度降低，仪表的灵敏度也将降低。因此，一旦流量计的运行范围超过规定，就应对计量参数进行调整。常用的调整方法有：1)改变孔板的开孔直径；2)改变差压计的量程；3)控制压力或气量。目录376．双波纹管差压计的日常维护及保养(l)仪表必须按规定进行定期周期检定，检定必须按检定规程进行。(2)定期检查仪表差压零位和静压起始格的位置。如果发现有小范围的位置偏移，可通过记录笔调零螺钉使之复位；如果零位偏移位置大，则应对仪表