科氏力質量流量計在天然氣計量中的對比試用

梁明 熊曉東

[摘? ? 要]根據天然氣流量測量的主要特點，選擇了一種科氏力質量流量計進行試用，并分別與氣體羅茨流量計、孔板流量計串連，同時測量天然氣流量，通過對比和分析測量數據，驗證其在天然氣計量中的性能和特點。

[關鍵詞]科氏力;天然氣;計量

[中圖分類號]TH814.6 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]According to the main characteristics of natural gas flow measurement， a Coriolis force mass flowmeter is selected for trial， and connected with gas Roots flowmeter and orifice flowmeter respectively to measure the natural gas flow at the same time. By comparing and analyzing the measurement data， the performance and characteristics of Coriolis force mass flowmeter in natural gas measurement are verified.

[Keywords]Coriolis force; natural gas; measurement

隨著油氣田天然氣生產、儲運、銷售工藝流程的發展變化，有些天然氣流量計量點對流量計的使用提出了新的要求，原來常用的孔板流量計、旋進旋渦流量計、氣體渦輪流量計、氣體羅茨流量計等不再能很好適用，需要尋找更合適的流量計，保證良好的測量準確度、應用經濟性和安全性。因此，根據近年來，油氣田天然氣流量測量的主要特點，選擇了一臺某品牌的科氏力質量流量計，與氣體羅茨流量計、孔板流量計進行現場對比試用，考察驗證其性能。

1 油氣田天然氣流量測量的主要特點

（1）采輸工藝設備的模塊化、撬裝化，要求流量計及其配套直管段長度盡量短，體積盡量小。

（2）采輸現場實行遠程測控，無人值守，要求流量計的維護工作量少，且穩定可靠。

（3）氣井生產初期和中后期產量變化大，城鎮民用氣高峰期和低峰期流量變化大，要求流量計量程比大。

（4）生產過程中，可能有氣田水污染流量計，造成準確度降低，要求流量計能方便清洗維護，比如孔板流量計可以清洗孔板和吹掃導壓管路。

（5）天然氣貿易交接計量要求流量計準確度高，重復性好，故障率低。

（6）很少考慮流量計的壓力損失。

2 科氏力質量流量計的主要相對優勢

根據工作原理和有關資料介紹，科氏力質量流量計相對孔板流量計、羅茨流量計等，主要有以下應用優勢，理論上能較好適用于油氣田天然氣計量。

（1）準確度高、重復性好。JJG1038—2008《科里奧利質量流量計檢定規程》中，準確度等級從0.15～1.5，分為7級。

（2）量程比可達20∶1，更高的達到50∶1。

（3）直接測量流體質量，不需要安裝配套溫度、壓力測量儀表，不需要上下游直管段，便于撬裝使用。

3 與氣體羅茨流量計對比試用

3.1 流量計基本情況

（1）科氏力質量流量計，口徑25 mm，準確度等級0.5，雙震動管型，生產廠家出廠校準合格。

（2）氣體羅茨流量計，口徑80 mm，準確度等級1.0，經有資質的機構檢定合格，安裝符合SY/T6660—2006《用旋轉容積式氣體流量計測量天然氣流量》。

（3）質量流量計安裝于羅茨流量計下游，兩臺流量計之間管段長度約1m，以羅茨流量計為標準表。

3.2 計量情況

對比計量62 d，取得62組對比數據。日均計量壓力0.2 MPa，日均流量2700 m3，相對誤差變化范圍：-29.59%～3.32%。

質量流量計62 d累計計量天然氣164 588 m3，羅茨流量計累計計量天然氣174 525 m3，相對誤差-5.69%。

在質量流量計投運前，廠家技術人員在現場校準了零位，調試檢查了儀表。在對比試用中，廠家技術人員又2次在現場校準了零位和調試檢查了儀表。

4 與孔板流量計對比試用

4.1 流量計基本情況

（1）孔板流量計由口徑50 mm的高級孔板閥，配套流量計算機系統組成，安裝符合GB/T21446—2008《用標準孔板流量計測量天然氣流量》要求，對比使用前現場校準合格。

（2）質量流量計與上文是同一臺，未變。安裝于孔板流量計下游，質量流量計距離孔板下游斷面長度約1 m，以孔板流量計為標準表。

4.2 計量情況

對比計量時間58 d，分為三個階段。每個階段，廠家技術人員都對質量流量計進行了零位校準和檢查調試。

4.2.1 第一階段：質量流量計正向安裝

計量19 d，計量壓力約0.35 MPa，日均氣量13 011 m3，相對誤差范圍：-0.05%～-0.96%。質量流量計累計計量247 217 m3，孔板流量計累計計量249 074m3，相對誤差-0.75%。計量數據見圖3、圖4。

4.2.2 第二階段：質量流量計反向安裝

計量23 d，計量壓力約0.35 MPa，日均氣量13 046 m3，相對誤差范圍：-0.81%～-1.48%。質量流量計累計計量300 050 m3，孔板流量計累計計量303 945 m3，相對誤差-1.28%。計量數據見圖5、圖6。

4.2.3 第三階段：質量流量計正向安裝

計量16 d，計量壓力約0.17 MPa，日均氣量1 970 m3，相對誤差范圍：-0.25%～-0.86%。質量流量計累計計量31 524 m3，孔板流量計累計計量31 717 m3，相對誤差-0.61%。計量數據見圖7、圖8。

5 結語

（1）在與氣體羅茨流量計對比計量中，腰輪轉動造成氣體流場劇烈變化，致使質量流量計產生很大的測量誤差，相對誤差達到了-29.59%。第一階段和第三階段，質量流量計正向計量，在與孔板流量計對比計量中，由于孔板節流對氣體流場分布的影響相對較小，質量流量計產生的測量誤差較小，相對誤差保持在-1%以內。因此，對于雙震動管型的質量流量計，在應用中宜考慮流場分布的影響，加裝直管段或整流器。

（2）質量流量計在雙向測量中，正向測量時準確度優于反向測量。

（3）質量流量計結構緊湊，無活動部件，安裝方便，運行維護工作量小，但需定期檢查、校準零位。

參考文獻

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