V錐流量計在天然氣流量計量中的計算

摘要：天然氣流量計量方法中，最成熟、用得最多、最廣泛的一直是標準孔板計量法，但這種孔板流量計量存在著一些固有的缺陷。文章介紹的一種新型系列“V”型內錐式差壓式流量計，著力解決了這些缺陷，克服了這些缺陷所帶來的不足，并具備自整流、抗污能力強和抗磨損等特性。文章闡述了“V”型內錐式流量計的基本特點和流量計量原理，并通過計算實例介紹了內錐尺寸和能耗的確定方法。

一、“V”型內錐式流量計的特點傳統的天然氣流量測量方法主要是利用標準孔板為節流元件的標準孔板計量法。但標準孔板在流體中心的突然收縮使得孔板計量法存在以下固有缺陷：①孔板入口銳角容易磨損，導致流出系數發生變化，測量精度下降；②流體中贓污物質易在孔板前沉積；③壓損較大；④量程比小，一般為3：1，最大為4

：1；⑤為了得到較高測量精度需要很長的直管段。

而“V”型內錐式流量計則能克服標準孔板在測量中存在的上述問題。從流體收縮狀況看，“V”型內錐流量計屬邊壁逐漸收縮?！癡”型內錐流量計具有以下特點：①具有自整流作用，基本不需要直管段；②良好的抗臟污能力；③由于邊界層效應，保護內錐最大外徑處d的尺寸面能很長時間不會被磨損，從而使流出系數C長期穩定在原標定的數值上。

作為測量天然氣流量的一種新型差壓式流量計，

“V”型內錐式流量計的基本原理仍是遵循伯努利方程和流體流動連續性方程。其測量原理為：流體在節流件（內錐）處造成局部收縮，從而使流體流速加快、靜壓力下降，在節流件（內錐）前后產生壓力差，流體流速越快，差壓也越大，通過測量差壓即可測量計算出流體流量。

應用“V”型內錐式流量計測量天然氣流量與用標準孔板測量的計算方法基本相似。石油天然氣行業頒布的SY/T6143-1996給出的流量計計算公式也基本適用于“V”型內錐式流量計。

式（2）、式（3）可直接應用式（1）中的d2項見圖1a所示，即為標準孔板流通面積。

而寧夏銀河儀表有限公司所生產的系列“V”型內錐式流量計截面示意見圖1b，其流通面積為

將式（4）代入式（1）得

“V”型內錐式流量計實際應用時，仍基本可按標準孔板測天然氣計算方法的實用公式

式中：C的典型數值范圍在0.75~0.85，應由實流標定來確定；可膨脹性系數e按公式（10）計算：

公式（9）、（10）的量綱同標準孔板測天然氣流量的行業標準SY/T6143-1996規定的一致。

二、“V”型內錐式流量計用于天然氣流量計量的計算實例

1.已知條件

（1）介質：天然氣

（2）相對密度G，=0.6

（3）流動溫度t=15℃

（4）動力黏度a=0.0118mPa·s

（5）p地一0.0981MPa

（6）p表=4.5MPa

（7）D內=500mm，20號無縫鋼管（8）流量Qnmx=571.4285714×10m3/d Qncom=400×10m3/dQomin=80×10’m2/d

（9）等嫡指數x=1.4688

2.計算

（1）pe=4.5981MPa

（2）F2=1.0550，見SY/T6143-1996第38頁（3）Fr=1.00864（4）Fc=1.29099

（5）Qnmax=571.4285714×10m3/d，Reo=1.29×10’

Qncom=400×10m2/d，Rep=7.203×106

Qamia=80×104m3/d，Rep=1.44×106

（6）設β=0.55、△p=16kPa、c=0.82、c=1，求Q'。

應當注意的是：①流出系數要由實流標定來確定；②Z經查表得0.89（孫淮清、王建中著《流量測量節流裝置手冊》第265頁）；③效率刀按80%考慮。

從上述計算可以看出應用“V”型內錐式流量計測天然氣流量與標準孔板測天然氣流量計算方法基本相似，而“V”型內錐式流量計由于具有結構上的優點，其在天然氣流量測量領域中定會受到廣泛使用。

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