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> 孔闆流(liú)量計整流器(qì)設計與實用(yòng)
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孔闆流量計(jì)整流器設計(jì)與實用
發布(bù)時間:2025-12-16 08:34:45
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摘要:整(zhěng)流器作爲氣(qì)體平整裝置(zhi),其作用是将(jiāng)天然🌈氣的流(liu)态從紊流變(biàn)爲平流,從而(ér)使後端标準(zhǔn)孔闆流量計(ji)
的計量更加(jia)正确。爲了有(yǒu)效提高整流(liú)器在天然氣(qì)生産中的使(shi)用效果、延長(zhǎng)其使用壽命(mìng)、解決整流器(qi)在天然氣🥰生(sheng)産與計✍️量過(guò)程中所面臨(lín)的清洗困難(nán)、維護不便等(deng)問題,以天然(ran)氣計量中具(ju)有代表性的(de)管式整流器(qì)爲研究對象(xiàng),分析了現用(yong)管式整流器(qì)在生産過程(cheng)中的弊端與(yu)不足,針對性(xìng)💘地提出了解(jiě)決方法。研究(jiu)結💃果表明:經(jīng)過對現有管(guan)式整流器的(de)優化,克服了(le)傳統整流器(qì)拆裝工藝🌈繁(fán)瑣、作業風險(xiǎn)高等不足,提(ti)高了現場作(zuo)業的安全性(xìng),原創性地研(yan)制了一種可(kě)在線維護✍️的(de)體積流量計(jì)整流器。結論(lùn)認爲,所設計(jì)的新型整流(liú)器克服了現(xian)有技術的不(bu)👉足,解決了整(zheng)☎️流器使用過(guo)🔞程中拆裝工(gong)藝繁瑣、作業(ye)風險高等問(wèn)題,符合國家(jia)規定的使用(yòng)标準,有效提(tí)高了整流器(qi)清洗與維護(hù)的效率㊙️。
0引言(yán)
天然氣作爲(wei)清潔能源,其(qí)需求量随着(zhe)社會的發展(zhan)逐年增大,與(yǔ)🔱之相應的是(shi)對天然氣計(ji)量的精度要(yao)🌈求高。目前,天(tiān)然氣計量廣(guang)🔴泛使用标準(zhǔn)孔闆流量計(jì)。其原理是以(yi)流體進入孔(kǒng)闆前、後所形(xíng)成的壓差爲(wei)基礎,通過♌理(lǐ)想流态下的(de)經驗公式結(jié)合數學模型(xíng)㊙️進行計算,得(de)出具體數值(zhi)。實際使用過(guo)程中管内流(liú)态是否能滿(mǎn)足相應要求(qiu)是計量精度(du)的關鍵。通過(guo)💛前人研究表(biao)明,影響流量(liang)計精度的因(yin)素較多,特别(bié)是氣體流态(tai)對計量🏃🏻精度(dù)的影響。現階(jie)💞段我國所使(shǐ)用的整流器(qì)爲固定式結(jié)構,但其存在(zai)較多缺陷,因(yīn)此提出一種(zhong)可在線維護(hù)的體積流量(liàng)計☔整流器的(de)設計思路,其(qi)使用、維護方(fang)便,無需繁瑣(suǒ)的工藝流程(chéng),使操作人員(yuán)的勞動強度(du)及作業🔅風險(xian)得以降低,工(gong)作效率提❌高(gao)的同時還可(ke)節約生産成(chéng)本。
1固定式整(zhěng)流器缺陷分(fèn)析
整流器爲(wèi)氣體平整裝(zhuāng)置,安裝于标(biao)準孔闆流量(liang)計的前端,其(qi)作用是将天(tiān)然氣的流态(tai)從紊流變爲(wèi)平流,從而使(shǐ)後端标準孔(kǒng)闆流量計的(de)計量更加正(zhèng)确。目前所使(shǐ)用的⛷️整流器(qi)均爲固定式(shi)結構(圖1)。
整流(liu)器在工作過(guo)程中,由于氣(qi)流所攜帶的(de)雜質會使管(guan)内堆💛積污垢(gou),引起管束内(nèi)部堵塞或半(ban)堵塞,易形成(cheng)紊流,使整流(liu)效果變差。通(tōng)過對現有固(gù)定式整流器(qì)結💃🏻構及使用(yong)效果分析,主(zhǔ)要存在以下(xià)不足:①維護、清(qīng)洗時❓必須要(yào)實施關井、放(fang)空、置換等一(yī)系列流程倒(dǎo)換及停✉️産斷(duan)氣等操作,工(gong)作程序繁瑣(suo),不但影響氣(qì)井的正常⭕生(shēng)産,還影響對(duì)下遊天然氣(qì)用戶的正常(chang)供氣;②整流器(qì)作爲計量裝(zhuāng)置的🛀一部分(fèn),與計量精度(dù)密切相關,若(ruo)長🆚時間不清(qing)洗,會降低整(zheng)流效果,使紊(wen)流加重,影響(xiǎng)計量的正确(què)率,對企業經(jing)濟效益造成(cheng)直接影響;③若(ruò)🐆在拆卸、更換(huàn)的過程中遇(yu)到有毒😄或高(gao)壓氣流,可能(neng)會對操作人(ren)員的人身安(ān)全造成威脅(xie)。
2新型整流器(qi)設計思路與(yu)特點
2.1工作原(yuan)理
設計改進(jìn)以分體式閥(fá)腔爲基礎,通(tong)過滑闆閥的(de)阻隔将其分(fèn)爲🏃♀️上、下兩個(gè)閥腔,并在工(gōng)作中利用齒(chi)輪軸逐層傳(chuán)🐆遞的方式将(jiāng)整流管(闆)從(cong)下閥腔移至(zhi)上閥腔。通過(guò)放空閥平衡(héng)上閥腔與外(wai)界壓力,安全(quán)取出整流管(guǎn)(闆)。在對其清(qing)洗、維護後用(yòng)相同方式将(jiang)其安裝歸位(wèi)。
2.2結構設計
根(gēn)據國家标準(zhǔn)(GB/T21446-2008)規定,标準孔(kǒng)闆流量計整(zheng)流器分爲兩(liang)種:一種爲管(guǎn)束式,即整流(liú)管;另一種爲(wei)孔闆式,即整(zheng)流闆。兩者均(jun)爲固定式安(an)裝模式。新型(xíng)整流器在固(gu)定式整流器(qi)結構的基礎(chǔ)上,以國家🌈标(biāo)準爲依據,利(li)用閥腔阻隔(ge)結構🈲,結合齒(chi)輪傳動原理(li)進行設計💘,使(shi)其滿足對管(guǎn)束式及孔闆(pan)式的使用需(xu)求(圖2)。
裝置整(zheng)體爲上、下雙(shuang)閥腔式,外部(bù)通過閥體固(gù)定螺絲使其(qí)相連📞,閥腔内(nèi)部通過滑閥(fá)的移動上、下(xia)阻隔。整流管(guan)(闆)安放于下(xià)閥腔下部,兩(liǎng)端與輸氣管(guǎn)道相接,内部(bù)可使氣流平(ping)穩👉流通。整流(liú)管(闆🧡)兩端外(wài)側設有齒輪(lun)槽,下閥腔底(di)部爲排污槽(cao),排污槽順氣(qi)流方👈向的一(yi)側安🙇🏻裝有排(pái)污閥。下閥腔(qiang)上部兩端安(an)裝有齒輪軸(zhóu),其轉動時可(kě)帶動整流管(guǎn)(闆)上下移動(dong)。上閥腔底部(bù)爲滑閥,中部(bù)兩端♉設計有(you)與下閥腔相(xiang)同的👅齒輪軸(zhou),其作用是接(jiē)替下閥腔齒(chi)輪對整流管(guan)(闆)的作用,上(shang)閥腔頂部設(she)計有壓闆、頂(dǐng)闆以及頂絲(sī),作用爲密封(fēng)及固定整流(liú)器頂部。腔體(tǐ)兩側安裝有(you)輔助🔞設計,如(ru)下閥㊙️腔與上(shang)閥腔連🏃🏻接處(chu)設有平衡閥(fá)及注💋脂口👅,上(shang)閥腔頂部側(ce)面設置有放(fang)空閥。
注:1.輸氣(qi)管道;2.排污槽(cao);3.下閥體;4.下閥(fa)腔;5.滑闆;6.滑闆(pan)閥;7.上🔴閥📱體;8.上(shang)閥腔;9.平衡閥(fa);10.放空閥;11.壓闆(pan);12.頂闆;13.頂絲;14.第(dì)一驅動裝置(zhì);15.第🔞二驅動裝(zhuang)置;16.注脂孔;17.螺(luó)栓;18.整流管;19.導(dǎo)闆齒輪;20.滑闆(pǎn)🌍齒輪;21.放空閥(fá)閥🐉腔;22.平衡閥(fa)閥腔💔
2.3使用方(fang)法
裝置工作(zuò)前,首先對密(mi)封性進行檢(jian)查,保證其處(chu)于安全工作(zuo)🍉狀态。工作時(shi)主要包括整(zheng)流管(闆)平穩(wěn)提🏃🏻升、整流管(guan)🚩(闆)安全取✂️出(chū)以☀️及整流管(guan)(闆)安裝歸位(wèi)三個部分。整(zheng)流管(闆)平穩(wen)提升:打開平(ping)衡閥,使上閥(fa)腔㊙️與下閥腔(qiāng)連通,從而平(píng)衡上閥腔與(yǔ)下閥腔内的(de)壓🈲力。其次,打(da)開滑闆閥,驅(qu)動下閥腔齒(chi)輪軸,将整流(liú)管(闆)從下閥(fá)腔移至上閥(fá)腔,接着🏃♂️關閉(bì)滑闆閥,關閉(bì)平衡閥。整流(liú)💛管(闆)安全取(qǔ)出:打開放空(kong)閥,上閥體通(tong)過放💃🏻空通孔(kǒng)與外界大氣(qì)連通,使上閥(fá)腔🌏與外界的(de)壓力平衡。打(dǎ)開頂絲,取出(chu)頂闆、壓闆。驅(qu)動上閥腔✏️齒(chǐ)輪軸,将整流(liú)管(闆)從上閥(fá)腔取出。整流(liú)管(闆⭐)安裝歸(guī)位:将整流管(guan)(闆)放入上閥(fá)腔,驅動上閥(fa)腔齒輪軸,将(jiāng)整流管(闆)下(xia)放上閥腔底(di)部💔爲止。蓋好(hǎo)壓闆、頂闆,安(ān)裝頂絲,關閉(bì)🌈放空閥。打開(kāi)平衡閥,使上(shàng)閥🙇♀️腔與下閥(fá)腔内的壓力(li)平衡。打開😘滑(huá)闆閥,驅動下(xia)閥腔齒輪軸(zhóu)🧑🏾🤝🧑🏼,将☁️整流管(闆(pǎn))從上閥腔移(yí)至下閥腔。關(guan)閉滑闆閥,關(guan)閉平衡閥。打(dǎ)開✏️放空閥,将(jiang)上閥腔氣體(tǐ)放空,确保上(shàng)閥腔内部壓(ya)力平穩,最後(hòu)關閉放😘空閥(fa)。
2.4性能特點
設(she)計發明的新(xin)型整流器的(de)優勢主要在(zai)于提取、安裝(zhuang)整流管🥵的過(guò)程中無需截(jie)斷流體或置(zhì)換流體管路(lù),實📐現在線維(wéi)🈲護整流器。此(cǐ)外,設計驅動(dòng)裝置使整流(liu)管在上下閥(fa)腔内穿梭時(shí),可實現整流(liú)管兩端同步(bu)升降,使整流(liu)器安裝與拆(chai)卸快捷、簡便(biàn)。整個維護過(guò)程可避免高(gāo)壓流體給現(xian)場操作人員(yuán)帶來傷害👨❤️👨,同(tóng)時也解決了(le)清洗、更換整(zheng)流⛹🏻♀️器時需要(yào)停産㊙️的問題(tí)。
通過上閥腔(qiāng)齒輪軸、滑闆(pan)閥、下閥腔齒(chi)輪軸的配合(hé)✂️就可移動管(guǎn)腔内的整流(liú)管(闆),取出與(yu)安裝歸位的(de)❤️整個過程簡(jian)單、平穩、快捷(jie),實現了在線(xiàn)維護整流器(qi),減少天然氣(qi)或有毒有👉害(hài)氣體與操作(zuo)💔人員的接觸(chù),消除了潛在(zài)的危險🎯。
3新型(xing)整流器與固(gu)定式整流器(qi)實用性對比(bǐ)
新型整流器(qi)較傳統固定(ding)式整流器在(zài)清洗時間、清(qing)洗方式、作🔴業(ye)方式、計量精(jing)度影響以及(ji)操作的安全(quan)性方面具有(you)更好的效果(guo),提高工作效(xiào)率的同時,對(dui)作業期間的(de)安📐全性也有(you)了明🈲顯保障(zhang)(表1)。同時,根據(ju)相關管理規(gui)定,計量設備(bei)需在半年内(nèi)清✌️洗、維護,但(dàn)受實際生産(chǎn)條件的限制(zhi),難以達到管(guan)理規定要求(qiu),新型整流器(qi)設計的提出(chū),可有效解決(jue)無法按期清(qing)🏃洗維護的問(wen)題。
4經濟效益(yi)分析
固定式(shi)整流器從停(tíng)産斷氣開始(shǐ)完成一套清(qīng)洗流程🈲一般(bān)需要約4h,根據(ju)要求每半年(nián)需清洗一次(ci)。清洗過程🈲中(zhong)無法持續生(sheng)💃産,會😄影響天(tian)然氣銷售量(liang)以及用戶用(yòng)氣。以單井日(rì)産量爲30×104m³計算(suàn),天然氣出廠(chang)價按1.548元/m³(含稅(shui)及管輸費)計(jì)算,清洗一次(cì)影響天⚽然氣(qi)銷售🔞量約爲(wei)5×10104m³,損失銷售額(e)達7.74萬元,全年(nian)合計則爲15.48萬(wan)元。若按照油(yóu)氣田全年生(sheng)産天然氣量(liàng)爲300×108m³計算,由于(yú)清洗影響全(quán)年天然氣銷(xiāo)售量達2700×10104m³,損失(shi)銷💋售額約爲(wei)4000萬元🥰。
對于低(dī)壓低産積液(yè)氣井,年度産(chan)氣量約爲5×108m³,一(yī)旦氣井關🏃🏻井(jǐng)将有可能不(bu)能複産,需要(yào)氣舉增壓機(ji)等措施輔助(zhu)複産,預計年(nián)度因實施複(fú)産措施而減(jiǎn)産的天然氣(qì)🔴産量約💃爲500×104m³,損(sun)失的價值🛀約(yue)爲770萬元。若采(cai)用新型整流(liu)器,預計可有(yǒu)🈲效解決上🌈述(shù)兩項問題,減(jian)少企業經濟(ji)效益損失。
5結(jie)論
1)通過查閱(yuè)整流器相關(guan)資料,發現并(bìng)總結了目前(qián)國内現有固(gu)定式整流器(qì)的缺點與不(bú)足。
2)經過對現(xiàn)有固定式整(zheng)流器設計的(de)優化,原創性(xing)地設🏃🏻♂️計了一(yi)種可在線維(wei)護的體積流(liu)量計整流器(qì)。克服了🈲傳統(tong)🈲整流器拆裝(zhuāng)工藝繁瑣、作(zuò)業風險高等(děng)不足,在實現(xiàn)可在線清洗(xi)☔、維護的同時(shí)提高了現場(chǎng)作業的安全(quan)性。
3)雖然所設(she)計的裝置暫(zàn)未在氣田現(xiàn)場進行實際(ji)應用,但目前(qian)已通過國家(jiā)石油天然氣(qì)大流量計量(liang)站成都❌分站(zhan)🏃♂️的檢測,表明(míng)該設計符合(he)國家規定的(de)使用标準,後(hòu)期将會結合(he)💚現場實際應(yīng)用🌐效果進一(yi)步優化。
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