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1998 年,CEESI 实验室的湿天然气研究循环系统建设完成。 研究循环系统专为由天然气和碳氢化合物液体组成的两相流研究而设计。 形成了最初的行业合作计划 (JIP) 来研究单相流量计的湿天然气影响,并且收集了大量的实验数据。 为 JIP 收集的数据属于 JIP 成员所有。 但是,测试的流量计类型包括孔板和文丘里管仪表等单相流量计,超声波、涡街式等专属仪表,以及专门设计的差压仪表。 为 JIP 计划收集的数据正由成员公司审查,不久将公之于众。
左图是一个显示湿天然气研究循环系统主要组成部分的简化结构图。 稀簿的天然气以接近 0.3 Mpa (50 psi) 的低压被送入到 CEESI 合成系统。 充气压气机被用于将研究循环系统增压到想要的操作压力,以便执行测试。 正常的操作压力范围介于 0.7 - 9.9 Mpa(100 - 1440 psi)之间。 一旦循环系统被增压,四个阳极容积式压缩机的任何组合可以用于按照想要速度在研究循环系统中循环天然气。 在 4" (100mm) 管道中可以取得 7 - 90 英尺/秒 (2 - 27 米/秒) 的气体速度。 在其它尺寸管道中可获得的速度会根据管道面积而反相变化。
涡轮式仪表和亚声速文丘里管流量计测量天然气的质量流量。这两个仪表之间质量流量的差异会被监控。如果差异超过规定的量,则会细查震动等有害影响的数据。 如果差异在公允范围内,则可以将此研究循环系统中包括的其它所有仪表与涡轮式仪表测量的天然气质量流量进行比较。
通过正排量容积泵(三缸泵)可以将液体储存箱中存留的碳氢化合物液体注入到气流中。 科里奥利仪表测量液体质量流量和注入液体的密度。 气体携带着液体从仪表测试位置到水平分离器,之后气体从分离器中返回到液体储存箱。 科里奥利仪表再次测量液体质量流量和返回液体的密度。 当注入的液体质量流量等于返回液体质量流量,并且循环系统内的所有压力和温度一直都是恒定的情况下,则系统即处在可以取得数据的稳定状态。 在此情况下,管道部分内液体"hold-up"(停顿)会发生。
一旦研究循环系统中存在稳定的状态,则可以确定气体中残留液体对流量计的影响。
右边照片为湿天然气研究循环系统的部分视图。 该照片是在安装了大型水平液体分离器来增加液体分离效率的情况下拍摄的。 在照片的左则可以看到一个通风竖管,旁边是一个包含具有 C9+ 分析功能的气体色谱仪的小型建筑物。 通过在任何测试地点测得的压力和温度,以及 AGA8 中各步骤天然气流的成份,计算出该地点流动天然气的密度。
在照片的左边和中间部分也可以看到其中一部分仪表测试地点。 照片右边显示的两个较长水平管道部分是已被注入到天然气流中的液体碳氢化合物的储存箱。 循环天然气的阳极容积式压缩机只是在 3 点位置时看不到。 所有仪器中的数据会被传输到拍摄此照片的控制室。 大家可以看出,操作员可以很清楚地监视到研究循环系统,而且一直执行着一个详细的计划以保护人员和设备的安全。
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