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煤气流量计量仪表及进口微量氧分析仪便携式露点仪的选型及应用

煤气流量计量仪表及进口微量氧分析仪便携式露点仪的选型及应用

煤气俗称“瓦斯”,其主要成分是CH4(甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气,热值是通用煤的2~5倍。1m3纯煤气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤气在空气中的浓度达到5%~16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。煤气流量计量仪表及进口微量氧分析仪便携式露点仪的选型及应用,主营产品:微量氮分析仪|益康烟气分析仪|LPDT露点仪|美国深特露点仪|美国AII微量氧分析仪|便携式露点仪|Presens顶空分析仪|药品残氧仪|XPDM便携式露点仪|氧分析仪GPR-1200|氧分析仪价格|益康烟气分析仪|进口烟气分析仪|便携式微量氧分析仪|进口露点仪|进口氧分析仪|PTI弯曲挺度仪|Frank-PTI仪器|仪器维修|露点仪校准


在采煤之前如果先开采煤气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤气的开发利用具有一举多得的功效:提高瓦斯事故防范水平,具有安全效应;有效减排温室气体,产生良好的环保效应;作为一种高效、洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益。
我国埋深2000m以下浅煤气地质资源储量约36.81万亿m3,居世界第三位。煤气利用范围不断拓展,广泛应用于城市民用、汽车燃料、工业燃料、瓦斯发电等领域,煤矿瓦斯用户超过189万户,煤气燃料汽车6000余辆,瓦斯发电装机容量超过75万kW,实施煤矿瓦斯回收利用CDM项目60余项,煤气的利用必将得到大力的发展,作为能源贸易计量,非常有必要选用合适的流量计。主营产品:微量氮分析仪|益康烟气分析仪|LPDT露点仪|美国深特露点仪|美国AII微量氧分析仪|便携式露点仪|Presens顶空分析仪|药品残氧仪|XPDM便携式露点仪|氧分析仪GPR-1200|氧分析仪价格|益康烟气分析仪|进口烟气分析仪|便携式微量氧分析仪|进口露点仪|进口氧分析仪|PTI弯曲挺度仪|Frank-PTI仪器|仪器维修|露点仪校准
1、煤气计量场合特点
1.1计量工作环境及条件煤气流量计量仪表及进口微量氧分析仪便携式露点仪的选型及应用
我国煤气主要分布在华北和西北地区,国内大于5000亿m3的含煤气盆地(群)共有14个,其中含气量在5000~10000亿m3之间的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地,含气量大于10000亿m3的有鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地、准噶尔盆地、滇东黔西盆地群、二连盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉尔盆地,储存条件复杂、环境恶劣,计量仪表一般安装在野外,昼夜温差非常大。
环境温度为-25~50℃,工作压力(一般为)0.2~0.6MPa。
1.2气质含水量大、杂质多
从气井出来的气,配备有分离器,但由于工况条件(温度、压力等)变化、分离器跑油、间断计量时油水在计量管路中沉积等因素,经分离后的气体中还是不可避免地含有液体,因此,油气田内部集输的大多是湿气体。
由于煤气来源及采气工艺的问题,采出的气体均不洁净,含有大量的杂质。
1.3工艺流程特殊
煤气抽采过程中,为了及时了解煤气产量,需要频繁测量井底流压,工艺流程如图1。现场做法是在撬装计量系统的流量计上下游安装有阀门,先慢慢关小流量计上游的阀门,下游阀门的“排空”管道打开;在“排空”结束后,切换到“集输管网”时,需要将“排空”阀门关小再打开集输管网的阀门,该过程约需1~2h,在此过程中,由于下游阀门开度越来越小,在流量计处的介质压力慢慢升高,即通俗所说的“憋压”。
2、煤气用流量仪表选型
煤气的物理性质与常规天然气类似,但由于煤气抽采工艺特殊,湿气、气质脏等特点,有些流量计使用一段时间后即不能正常准确计量。故在流量计的选型上有其特殊性,分述如下。煤气流量计量仪表及进口微量氧分析仪便携式露点仪的选型及应用主营产品:微量氮分析仪|益康烟气分析仪|LPDT露点仪|美国深特露点仪|美国AII微量氧分析仪|便携式露点仪|Presens顶空分析仪|药品残氧仪|XPDM便携式露点仪|氧分析仪GPR-1200|氧分析仪价格|益康烟气分析仪|进口烟气分析仪|便携式微量氧分析仪|进口露点仪|进口氧分析仪|PTI弯曲挺度仪|Frank-PTI仪器|仪器维修|露点仪校准
2.1 孔板流量计
孔板流量计的主要特点为结构易于复制、简单牢固、性能稳定可靠、使用期限长、价格低廉等,整套流量计由节流装置、差压变送器和流量显示仪(或流量计算机)组成。它们可以分别由不同厂家生产,易于形成规模生产,经济效益高,各部分组合非常灵活,即使目前推出的一体化孔板流量计,亦可分开生产,再灵活组装。
但是孔板流量计亦有一些重大缺点:范围度窄,压损大,且需要进行微差压测量,重复性不高,对整套流量计的**度影响因素多且错综复杂,因此**度提高的难度很大,且对现场安装条件要求高等。
而且在长时间计量对孔板锐角的磨损,影响计量的准确性。昼夜温差大,冬季未做保温处理的计量阀组在夜间结冰,过流面积减少,计量准确度大大降低。
2.2涡轮流量计
涡轮流量计是一种速度式流量计,利用置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成比例的关系,通过测量叶轮的转速来反映通过管道的流体体积流量,是目前流量仪表中比较成熟的高准确度仪表之一。主要优点是:测量准确度高,复现性和稳定性均好;量程范围宽,量程比可达(10~20)∶1,线性好;耐高压,压力损失小;对流量变化反应迅速,可测
脉动流;抗干扰能力强,信号便于远传及与计算机相连。
涡轮流量计的特性易受介质物性和流体流动特性的影响,愈是高**度,其影响愈敏感,例如介质脏污、结垢使叶片及通道发生变化,流量计特性亦随之改变;轴承磨损使特性偏移等。流体流动特性有来流速度分布和流体脉动等的影响,要保持仪表校验时的参比流动条件,其仪表系数才保持不变,否则需进行相应的修正或实行在线校准,以获得现场实际的流量计特性。
由于煤气质脏,在应用过程中,涡轮流量计上游需加装过滤器,并且需定期清洗。
2.3旋进旋涡流量计
是速度式流量计的一种,在国内的研制始于上世纪70年代末,经过近几年的发展,目前该类产品已从单探头结构改进为双探头(压电传感器)差动式结构。其工作原理如图2:当沿着轴向流动的流体进入流量传感器入口时,旋涡发生体强迫流体进行旋转运动,于是在旋涡发生体中心产生旋涡流,旋涡流在文丘利管中旋进,到达收缩段突然节流使旋涡流加速,当旋涡流进入扩散段,因回流作用强迫进行旋进式二次旋转。此时旋涡流的旋转频率与介质流速成正比,并为线性。两个压电传感器检测的微弱电荷信号经前置放大器差动放大,滤波,整形后变成两路频率与流速成正比的脉冲信号,同时处理电路对两路的脉冲信号进行相位比较和判别,剔除干扰信号,而对正常的流量信号进行计数处理。
由于采用了双探头差动式结构,且配合相位识别电路,可有效地克服单探头结构抗脉动和机械振动能力差的缺点。近年来,有些流量计还采用了自适应功率谱FFT算法技术,使产品的小流量检测能力和抗干扰能力得到有效提高,且随着单片机技术和信息技术的不断发展,仪表实现了智能化、网络化,真正使该产品的计量性能和质量水平实现质的飞跃。由于它具有体积小、无可动部件、介质适应性好、可靠性高、稳定性好等优点,已被广泛用于石油、化工、冶金、电力和燃气等领域的计量,尤其在煤气计量领域,更是理想的计量用表。主营产品:微量氮分析仪|益康烟气分析仪|LPDT露点仪|美国深特露点仪|美国AII微量氧分析仪|便携式露点仪|Presens顶空分析仪|药品残氧仪|XPDM便携式露点仪|氧分析仪GPR-1200|氧分析仪价格|益康烟气分析仪|进口烟气分析仪|便携式微量氧分析仪|进口露点仪|进口氧分析仪|PTI弯曲挺度仪|Frank-PTI仪器|仪器维修|露点仪校准
2.4超声流量计
气体超声流量计的应用始于20世纪90年代,由于它的一些突出优点———测量准确度高、量程比宽、无压损、无可动部件等,受到用户的欢迎。它适用于高压、大口径、洁净的天然气流量计量。在现场应用中,超声流量计安装条件要求高。在煤气测量时,由于经过滤后的小粒径煤粉会附在探头上,影响计量的准确性。对时差式气体超声流量计,小粒径煤粉会影响超声波的正常传输,无法实现时差的准确测量。因此,在煤气计量中,一般不宜选用。
3、旋进旋涡流量计在“憋压”时计量的问题及解决方案
如图1,在关小流量计上游的阀门,下游阀门的“排空”管道打开时,流量计正常工作;在“排空”结束后,切换到“集输管网”时,即将“排空”阀门关小再打开集输管网的阀门(即“憋压”)时,压力达到一定程度,流量计不能正常计量,流量示值有“虚大”的现象。
对于该问题,我们在实验室,按现场管道进行模拟现场情况,并且按延长直管段、加整流器、加弯管3种情况进行试验,得出加弯管可解决该问题的结论。
3.1试验设备配置煤气流量计量仪表及进口微量氧分析仪便携式露点仪的选型及应用
流量计:TDS智能旋进旋涡流量计;
前直管段:≥10D;
后直管段:≥5D;
空气压缩机;
储气罐;
调压阀;
上、下游球阀等。
实验在参比条件下进行。
3.2延长前、后直管段
如图3所示。

可以看出,在常压102kPa开始时阀门开始关小,通过的流量应相应地变小,但实际流量不降反增,从173.2m3/h增到180.3、208.8、238.2m3/h,直到压力再往上增,即阀门开度很小的时候,在压力为280.0kPa后,通过的流量才降低,从开始减小阀开度时开始,该处计量的流量即出现“虚大”现象。
3.3加整流器
在图3的基础上,将前直管段前部分500mm加上如标准GB/T2624—2006/ISO5767-1:2003《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》所述的19根管子的管束式流动整直器,如图4、图5。

从表3可看出,当阀门开度变小时,相应的流量也变小,与实际情况相符。经现场试验应用,结果相符,解决了流量“虚大”的问题。
从上述几个试验可看出,在加弯管后且流量计自上至下垂直安装状态时,可以解决“憋压”过程中流量示值“虚大”的情况。因此,该方案是解决“憋压”的有效方案之一。主营产品:微量氮分析仪|益康烟气分析仪|LPDT露点仪|美国深特露点仪|美国AII微量氧分析仪|便携式露点仪|Presens顶空分析仪|药品残氧仪|XPDM便携式露点仪|氧分析仪GPR-1200|氧分析仪价格|益康烟气分析仪|进口烟气分析仪|便携式微量氧分析仪|进口露点仪|进口氧分析仪|PTI弯曲挺度仪|Frank-PTI仪器|仪器维修|露点仪校准
4、结束语
煤气计量是近年来才发展起来的新领域,由于煤气的介质条件和使用条件较为恶劣,因此,从流量计的特点而言,只有旋进旋涡因无可动部件,比较适合煤气计量。但是,旋进旋涡流量计因是一种旋涡振荡型流量计,且检测传感器为压敏元件,尽管采用了差动式结构等技术手段,但尚难于克服现场的“憋压”和强烈的振动,因此,在设计时要尽量避免“憋压”现象及强烈振动现象的存在,有了这种现象存在就要采取有效的措施。本文介绍的解决方案仅抛砖引玉,希望同行能有更多的研究成果。从现场应用看,建议改善计量的工艺流程,如在计量装置前应进行处理,使流量计计量的条件趋于理想,计量的气体洁净、干燥,这样,对流量计的准确计量、使用寿命才有更大的帮助

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