عدادات التوربينات الغازية: التحقق المتقاطع من السجل الميكانيكي ومصحح الحجم

تم النشر 11.11

عدادات توربينات الغاز: التحقق المتقاطع من السجل الميكانيكي ومصحح الحجم

الملخص

يمكن أن يحتوي مقياس توربين الغاز المنفصل على عنصر تدفق معاير ومع ذلك ينتج تدفقًا مصححًا غير متسق إذا استقبل الجهاز الثانوي المدخلات أو فسرها بشكل غير صحيح. تفحص هذه المقالة حالة موزع منشورة قارن فيها المؤلفون التدفق المرجعي المعروض بشرط مستقل من تدفق التشغيل والضغط ودرجة الحرارة وقابلية انضغاط الغاز. تم إعادة إنتاج صفوف المقارنة الستة المنشورة بدقتها المعلنة. تساعد المقارنة في تحديد مشكلات التكوين ونقل البيانات في السجلات المفحوصة. يعتمد تفسيرها على استخدام نفس الأساس الزمني وتحديد ضغط وظروف مرجعية بوضوح. تظل معايرة التدفق المستقلة ضرورية لتقييم عنصر القياس نفسه.

الخلفية وسؤال البحث

عداد التوربينات الغازية يوفر قياسًا يتعلق بالحجم المار عبر الجهاز في ظروف الخط. في النظام المنفصل، يستقبل مصحح منفصل أو حاسوب تدفق إشارة القياس ومدخلات الضغط ودرجة الحرارة. ويستخدمها، إلى جانب خصائص الغاز المُهيأة، لحساب التدفق عند حالة مرجعية محددة. أحد القراءتين تصف الغاز في ظروف الأنبوب. والأخرى تمثل الحجم الذي كانت ستحتله الكمية نفسها من الغاز عند الحالة المرجعية المختارة. وحتى عندما تكون كلا الشاشتين موسومتين بوحدات حجمية، فإن أرقامهما يمكن أن تختلف بشكل مشروع بمعامل كبير.
درس جان وليو وني ما إذا كانت القراءة المصححة متوافقة مع حساب منفصل من العداد الميكانيكي والمدخلات الميدانية [1]. يقع سؤالهم بين نشاطي قبول. فالمعايرة تختبر عنصر قياس التدفق مقابل مرجع خارجي. والتحقق المتقاطع الحسابي يختبر ما إذا كانت سلسلة القياس المركبة تحوّل مدخلاتها إلى المخرجات المصححة المقصودة. ويحتاج المشتري أو المشغل الذي يقارن بين عداد ومصحح إلى معرفة أي من هذين السؤالين تجيب عنه كل نتيجة مُبلّغ عنها.

إعادة بناء التدفق المصحح

يسجل الإجراء الميداني الموصوف في الورقة تدفق ظروف الخط والمعلمات اللازمة للتحويل. ويقارن العرض المصحح بنتيجة المعادلة المنشورة التالية.
Qn = Qg × [(Pg + Pa) / Pn] × (Tn / Tg) × (Zn / Zg) (1)
Qn هو التدفق عند حالة المرجع المحددة، وQg هو التدفق عند ظروف التشغيل. Pg هو الضغط المقياسي عند نقطة ضغط العداد وPa هو الضغط الجوي المحلي، لذا مجموعهما هو ضغط التشغيل المطلق. Pn هو ضغط المرجع المطلق. Tg وTn هما درجتا الحرارة المطلقتان، وZg وZn هما عاملا الانضغاطية عند التشغيل والمرجع. تستخدم الدراسة 101.325 kPa و293.15 K كشروط مرجعية لها. يجب تسجيل الشروط المرجعية بشكل صريح عند تطبيق الطريقة على مشروع غاز مختلف.
يعتمد المقارنة على مساري الحساب اللذين يصفان الغاز نفسه والفترة الزمنية نفسها. ينبغي أن يميّز السجل بين قراءة مرسل المقياس وقيمة الضغط المطلق التي استنبطها المصحّح بالفعل. تحتاج مدخلات درجة الحرارة إلى موقع قياس ووحدة محددين. تحتاج معاملات الانضغاط إلى أساس معلن لتركيب الغاز. كما ينبغي أن تتوافق لقطات التدفق والضغط مع فترة حساب المتوسط الناتجة. أثناء تغيّر الحمل، قد يبدو حتى التحويل الصحيح غير متسق إذا جُمعت مدخلاته من فترات مختلفة.

حالة محطة التوزيع

تصف الورقة تمرين قبول ميداني في يوليو 2015 في محطة توزيع تضم ثلاث مجموعات عدادات توربينية منفصلة. ويعرض جدول المقارنة المنشور ثلاثة صفوف بيانات لكل من الوحدتين 2 و3. ويحتفظ الجدول أدناه بتلك الصفوف الستة المبلَّغ عنها وبالتقريب المستخدم في عمود الفروق الأصلي. ولا يذكر عنوان ضغط التشغيل في جدول المصدر وحدة قياس. وعليه، فإن التدفقات المعاد بناؤها المنشورة تُ reproduced كنتائج المؤلفين، في حين أن إعادة إنتاج مستقلة لتحويل الضغط الأصلي ستتطلب سجل الضغط الأصلي والاصطلاح المتبع.
العداد
تدفق الخط (م³/ساعة)
التدفق الأساسي المشار إليه (Nm³/ساعة)
التدفق الأساسي المحسوب (Nm³/ساعة)
الفرق المُبلَّغ عنه (%)
2
1121.7
24106.6
24104.15
0.01
2
1121.7
24103.2
24100.42
0.01
2
1120.9
24086.4
24084.39
0.01
3
505.1
10909.6
10909.17
0.00
3
504.7
10899.2
10898.01
0.01
3
504.7
10898.4
10897.16
0.01
جدول. مقارنة ميدانية لتدفق الخط، والتدفق المشار إليه في ظروف المرجع، والتدفق المحسوب في ظروف المرجع. النسخ الإنجليزي من Gan وLiu وNie [1]، الجدول 2. يستخدم Nm³/h أساس المرجع المذكور في الورقة.

النتائج والتفسير

في الصف الأول المُبلَّغ عنه للوحدة 2، يُظهر العرض المصحح 24,106.6 نيوتن متر مكعب/ساعة، بينما تذكر الورقة قيمة محسوبة تبلغ 24,104.15 نيوتن متر مكعب/ساعة. الفرق هو 2.45 نيوتن متر مكعب/ساعة باستخدام القيم المعروضة. يعبّر الجدول الأصلي عن المقارنة بنسبة 0.01%. في الصف الأول للوحدة 3، تبلغ الأرقام المعروضة والمحسوبة 10,909.6 و10,909.17 نيوتن متر مكعب/ساعة. يقرّب المصدر الفرق النسبي إلى 0.00%. لا تزال قيمتا التدفق المعروضتان تختلفان بمقدار 0.43 نيوتن متر مكعب/ساعة. لهذا السبب فإن الاحتفاظ بالقيم ودقة الإبلاغ أكثر إفادة من نسخ النسب المئوية المقربة فقط.
تدعم الفروق المُبلَّغ عنها في هذه الصفوف الستة التوافق بين العرض المصحح وإعادة البناء لتلك السجلات. تبدأ كلتا العمليتين الحسابيتين من التدفق الذي ينتجه العداد، لذا فإن أي انحياز في ذلك المدخل المشترك قد يمر عبر كلتيهما دون أن يظهر كفرق. تصف الدراسة أيضًا 0.3% كمعيار للمقارنة. تنتمي هذه القيمة إلى إجراء المصدر ولا ينبغي تفسيرها كحد عالمي لنظام مُركَّب.
إذا أظهر التدقيق المتقاطع للمشروع تباينًا، فإن عزل مسارات الإدخال أكثر فائدة من تطبيق تعديل غير مفسر على العرض. يمكن للمراجع أولًا محاذاة أوقات السجلات، ثم مقارنة قيم العداد والمصحح غير المصححة، ثم التحقق من اصطلاح الضغط وإعدادات المرجع وبيانات قابلية الانضغاط. يساعد هذا الترتيب في التمييز بين تباين نقل البيانات والاختلاف الذي يُدخله تكوين التحويل.

الاستنتاج والتوقعات

توضح الحالة كيفية فحص السجل الميكانيكي ومصحح الحجم كنظام مثبّت. احتفظ بقراءة الخط الخام، والضغط ودرجة الحرارة المطبقين، والأساس المرجعي إلى جانب العرض المصحح. لمراجعة القبول، قدّم سجل معايرة العداد ومقارنة النظام المثبّت كأدلة منفصلة. ستساعد الفحوصات الإضافية في ظل تدفق متغير وعند نقاط أكثر في نطاق التشغيل في اختبار السلوك بما يتجاوز السجلات الست في هذه الحالة.

ملاحظات

يصف سرد الحالة ثلاث مجموعات مركّبة بينما يعرض الجدول 2 مجموعتين. القيم أعلاه هي القيم التي أبلغ عنها المؤلفون ما لم يُذكر صراحةً أنها فروق محسوبة من الصفوف المعروضة. لا يثبت الجدول 2 وحدة عمود الضغط ولا يعيد إنتاج معايرة مستقلة كاملة.

المراجع ومصادر الصور

[1] Gan, C., Liu, S., and Nie, Q. (2016). "气体涡轮流量计在天然气交接计量中可靠性的验证" [التحقق من سلسلة قياس عداد توربيني غازي في نقل حضانة الغاز الطبيعي]. 中国计量، العدد 7، ص 69–71. المعادلة (1) والجدولان 1–2.https://doi.org/10.16569/j.cnki.cn11-3720/t.2016.07.031
صورة الغلاف: قسم الصور بوزارة الإعلام البريطانية، متاحف الحرب الإمبراطورية D 23209. عالم من المختبر الفيزيائي الوطني يستخدم مقياس تداخل في 1944. صورة حكومية بريطانية من 1944، ملكية عامة وفقاً لسجل المصدر. اقتصاص تحريري للصورة وتخطيط العنوان.https://commons.wikimedia.org/wiki/File:National_Physical_Laboratory-_Science_and_Technology_in_Wartime,_Teddington,_Middlesex,_England,_UK,_1944_D23209.jpg