天然气计量技术.ppt

1 第三节 超声波流量计 工作原理 流量计组成 主要特点 选用注意事项 一、工作原理 一、工作原理 让超声波在管道内向逆流和顺流沿斜线方向传播，分别测量它们的传播时间，其传播时间差与气体的轴向平均速度有关，从而应用数值计算技术得出气体流量。 二、 流量计组成 超声流流量计由流量计表体、超声波换能器、电子元件及微处理器系统（信号处理单元）、、流量显示等组成。 它利用压电材料的压电效应，采用适当的发射电路，把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动。超声波以某一角度射入流体中，然后由换能器接收，经压电元件转变成电信号，送入信号处理单元。 二、流量计组成及类型 超声流量计系统组成 三、主要特点 检测件内无阻碍物，无可动易损零部件，不干扰流场，不会堵塞。 无附加压损，节约能耗。 适用大管道大流量测量，仪表造价与管道尺寸无关（带测量管检测件除外）; 精度高。它已在天然气工业贸易输送，气体分配、控制和检漏等各方面广泛使用。 四、选用注意事项 超声流量计的选型是一项比较复杂的工作，它涉及换能器类型，声道设置方式，转换器及其附件的选用，现场安装设计及配套器材的准备等。 超声流量计选型包括被测介质种类，仪表性能参数，换能器类型及其适用范围，换能器夹具类型，转换器基本功能，直管段长度要求及声道设置等。 第四节 旋进旋涡流量计 旋进旋涡流量计是一种新颖的流量仪表，它具有流量范围宽，精度较高，无可动部件，不受介质的压力、粘度和组成等的影响，而且体积小，便于安装和维修。旋进旋涡流量计已广泛应用于天然气流量测量中。 一、工作原理 一、工作原理 沿着轴向的流体进入流量计进口时，旋叶强迫流体进入旋转运动，于是在旋涡发生体中心产生旋涡流，旋涡流在文丘里管中旋进，到达收缩段突然节流使旋流加速。当旋涡流突然进入扩散段后，因回流的作用强迫进行旋进式二次旋转，如果仪表内部具有最优化的几何结构，那么在宽量范围内，旋涡的频率就与流量成正比，并为线性。 一、工作原理 旋涡的频率由压电传感器检测，压电传感器检测的微弱电信号经前置放大器放大、滤波、整形后变成频率与流量成正比的脉冲信号，最后送往智能流量积算仪进行运算与处理，显示累积流量和瞬时流量。 二、旋进旋涡流量计产品 三、流量积算仪 四、主要技术参数 公称直径：20~200mm； 量程比：10︰1～ 15︰1 ； 精度等级：0.5、1.0、1.5; 环境温度为－30～50℃，介质温度为-30～110℃，相对湿度为5～95%，大气压力为86～106kPa。 五、旋进旋涡流量计的特点 无机械磨损，避免了堵、卡故障，不易腐蚀，有效地延长了正常运行寿命，直接输出脉动信号，提高了计量精度； 不受介质密度、粘度影响、量程比宽、安装使用方便、安全防爆； 安装时只需较短的直管段甚至可不用； 既可一体化安装又可将流量变送器与智能流量积算仪分离安装，实现远距离显示；信号输出可为脉冲信号或4～20mA模拟信号 。 第五节 天然气热值计量 天然气发热量 直接测量方法 间接测量方法 一、天然气发热量 1. 高位发热量 规定量的气体在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应时，压力p保持恒定，所有燃烧产物降至规定的反应物温度t相同的温度，除燃烧中生成的水在温度t下全部冷凝为液态外，其余所有燃烧产物为气态。 一、天然气发热量 2. 低位发热量 规定量的气体在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应时，压力p保持恒定，所有燃烧产物的温度降至指定的反应物温度t相同的温度，所有燃烧产物为气态。 一、天然气发热量 3. 天然气发热量计算 GB/T11062《天然发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》 一、天然气发热量 计量中天然气的发热量：天然气的低位发热量（有效发热量）； 国内天然气发热量的计量参比条件、燃烧参比条件都是293.15K 、101.325kPa。 二、直接测量方法 直接测量天然气发热量的主要有水流吸热法、烟气吸热法和金属膨胀法； 水流吸热法测燃气发热量是公认的最基本测试方法； 其方法采用GB 12206 《城市燃气发热量测定方法》。 水流吸热法测量原理 测量原理是将气体燃料连续地通过量热计，使其完全燃烧，燃烧所释放出来的热量被逆流而过的水流连续吸收，根据燃烧掉的气体燃料的容积，以及在此气体燃烧时间内通过的水量和进、出水的温度差，就可以计算出气体燃料的热值。 水流吸热法测量原理 Hl—天然气的低位热值， kJ／m3； C—水的比热，kJ/（kg·℃）； W—燃烧时间内通过量热计的冷却水质量，kg； ti—水的进口温度，℃； t。—为水的出口温度，℃； V—为燃烧掉的燃料气体容积，m3； Hw—量热计的冷凝水潜热， kJ／m3。 三、间接测量方法 采用气相