孔板流量计计量误差现场因素分析

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孔板流量计测量误差分析

孔板流量计测量误差分析

孔板流量计测量误差分析摘要:在火电厂600MW机组中,对于流量的测量众多,其中流量计的类型也种类较多,包括孔板流量计、威力巴流量计、转子流量计、电磁流量计、超声波流量计等,测量的介质也多种多样,包括蒸汽、水、油等。

某电厂投入供热,增加了蒸汽及除盐水流量,安装初期出现蒸汽流量计测量不准情况,本文结合蒸汽流量的特点分析误差产生的原因及解决方案。

关键词:流量;差压式;误差;流量计;解决;原理一、流量的分类流量计按其测量原理分为以下四类:1、差压式流量计:主要利用管内流体通过节流装置时,其流量与节流装置前后的压差有一定的关系,属于这类流量计的有标准节流装置等;2、速度式流量计:主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转,叶轮的转速和流体的流速成正比,属于这类流量计的有叶轮水表和涡轮式流量计等;3、容积式流量计:主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累计的原理。

属于这类有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计;二、差压式流量计测量原理目前生产现场使用最多的为差压式流量计。

(一)差压式流量计是根据伯努利方程提供的基本原理,通过测量流体差压信号来反映流体流量的测量方法。

差压式流量计的测量原理:充满管里的流体经直线管道进入节流装置,流速将在节流处收缩,使流速加快,静压力降低,导致节流件前后产生差压。

流速增大,差压也随之增大,因此,通过测量差压,可以确定流量。

1.差压式流量计的组成差压式流量计有节流装置、引压导管、三阀组、差压变送器和二次仪表组成。

1.节流装置:节流装置由节流和取压装置构成。

标准节流件有三种类型,即:孔板、喷嘴、文丘利管。

2、差压变送器:差压变送器是差压式流量计中的重要组成部分,它将节流装置的差压信号转变成电流信号,以便于二次仪表处理和运算。

3、显示仪表:显示仪表将差压变送器产生的标准电流信号及其它装置产生的补偿信号进行开方并积算,显示瞬间流量、累计流量及其它流量。

对于压力、温度波动范围较大的测量介质,如过热蒸汽等,必须进行温度、压力补偿,对于饱和蒸汽,应进行压力(或温度)补偿。

天然气场站中孔板流量计误差影响因素及应对措施

天然气场站中孔板流量计误差影响因素及应对措施

天然气场站中孔板流量计误差影响因素及应对措施摘要:孔板流量计天然气输配气场站的外输计量中发挥着十分重要的作用,其计量精准性直接影响着企业效益。

受天然气气质条件、使用条件、计量仪表安装运行条件、计算系数等多方面因素影响,孔板流量计在使用过程中经常会出现一定的误差,并导致外输天然气计量准确度下降。

因此,有效分析并厘清引起流量计计量出现较大误差的主要因素并采取针对性的改进与优化措施对于真正实现孔板流量计的最精确测量至关重要。

基于此,本文结合工作实践,对影响孔板流量计计量精度的主要因素进行了详细分析,并提出了针对性的应对措施。

关键词:孔板流量计;计量误差;主要因素;应对措施1导致孔板流量计计量误差的主要因素1.1气质条件引起的误差天然气采出后虽然经过分离、除尘或过滤,但由于处理不彻底或集气管网和输气干线内腐蚀物的影响,使得天然气中混有少量的液体或固体杂质,这些杂质易聚集在孔板截面收缩、流速突变的孔口锐边上,而孔板流量计对孔板锐边、截面及流线的变化非常的敏感。

天然气中的杂质还会对孔板产生冲刷和腐蚀,特别是对孔板直角入口边缘和测量管内壁的冲刷腐蚀特别严重,这将影响到孔板直角入口边缘圆弧半径和测量管内壁相对粗糙的规定标准,孔板流出系数也将发生变化,使测量准确度达不到要求。

此外,天然气的含水量也对天然气计量准确度有着很大的影响。

1.2 计量系数引起的误差(1)流出系数对计量精度的影响流出系数是在上游直管段充分长的试验条件下,并且孔板节流装置在满足规定的技术指标下进行校准标定才有效。

当R较小时,流出系数会变大,当R较大时,流出系数会变小。

流出系数随流量的增大而减小,实际流量越小于刻度流量,流出系数引起的流量误差则越大。

孔板流量计的流出系数不是一个定值,它随尺的变化而变化,但是当R增大到某一数值时,变化量减小。

(2)可膨胀系数对流量计量的影响。

可膨胀系数是因气体流经孔板时密度产生变化而引入的修正系数,这是流量误差的一个重要来源。

孔板流量计产生误差的原因分析

孔板流量计产生误差的原因分析

孔板流量计产生误差的原因分析1、孔板流量计安装不合理孔板流量计的安装应符合相应的安装规范。

根据GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》,节流装置应安装在2段具有等直径的圆形横截面的直管段之间,毗邻孔板的上、下游直管段应符合一定的技术要求。

一般情况下,海上油田孔板安装要求为:毗邻孔板的上游直管段长度应为10D(D为测量管内径),下游直管段长度应为5D。

在实际安装的过程中基本可以满足要求,但往往一些细节问题会被忽视,也会造成安装误差,如:直管段内壁粗糙度不符合要求,引起误差;施工人员领料、用料不符合规范,实际安装管道与设计要求不符等。

2、取压与气流异常从地层中开采出的原油进入油井计量分离器进行油气水三相分离,这一过程中,当出现天然气气液分离效果不好或分离器内部结构件(波纹板、捕雾器)故障破损时,也会产生不利的影响因素。

如:(1)会使导压管路、测量腔室在长时间使用中产生积水、积油现象,严重的情况下原油中的油泥及颗粒也会进入导压管,发生堵塞,从而影响计取压的准确性,造成计量误差;(2)在冬季,环境气温较低时,有可能会使积液产生冻堵,此时流量计也不能真实地反映出孔板的前后压差,造成计量数据不准确;(3)仪表变送器经过长期使用,会发生相应的零点漂移,造成测量数据偏差。

依据GB/T 21446—2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》,气流通过孔板的流动应保持亚音速,是稳定或仅随时间缓慢变化的,应避免脉动气流。

当不能满足孔板安装直管段的长度要求时,应安装阻流件及流动调整器,以确保气流的稳定。

3、测量范围选择不合理在正常生产中,由于油藏属性、地层能量、开采方式等的不同,每口油井的生产状态与产量也会不同。

单一开口尺寸的孔板流量计的计量范围是固定的,一般情况下常用孔板的量程比为1∶3。

实际操作中,应根据油井的开发生产方案中的预测产气量或已知产气量选择与之相适应的孔板进行油井的计量。

4、人员操作及维护不当对高产井与低产井的计量,由于其产气量的范围会超出测量范围,不可避免的工作就是更换不同孔径的孔板,以确保计量的准确性。

孔板流量计误差原因分析

孔板流量计误差原因分析

孔板流量计误差原因分析孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套构成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及引的流量,HJ—LG孔板流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程掌控和测量。

孔板流量计误差原因分析:1、流体本身特性的影响管道中流体自身的温度、压力等特性参数极易受到环境温度的影响产生波动,进而影响孔板流量计的测量精度。

尽管温度等环境参数对流体粘度的影响并不明显,但仍影响孔板流量计的计量精度和精准度。

阅历表明,孔板流量计常用于单相流体流量的测定,针对多相流体流动,其精度将受到严重的干扰。

2、流量积算方式的影响将孔板节流装置与各种二次测量仪表相结合,就形成了多种流量积算的方法。

假如在流量计量过程中,测量系统不依照计量标准安装对应的二次测量仪表,流量积算时便不能对流体压力、温度的变化进行补偿,测量精度将难以保证[3]。

针对此问题,可以采纳先进的微计算机技术对流量进行的计算,持续地对流量进行补偿。

3、结构及附属仪器的影响孔板流量计的结构也会造成很多误差,重要包括:孔板和管道的直径比更改;孔板发生变形;孔板表面粗糙度不达标等因素,都将影响孔板流量计的计量精度。

同时附属仪器的影响也不可忽视。

比如,假如下游引压管与流量仪表间的连接件产生漏气、堵塞等情形,会导致流量计的计量流量略大。

另外,差压变送器的零点通常需要校准。

4、安装条件的影响使用场地通常不能达到流量计上游zui短直管段长度的要求,致使管线布置常常发生偏离。

同时为了避开进口流体流动情形对流量计计量精度的影响,要求孔板流量计上游具有zui短直管段长度,但在实际中一般很难充足。

另外流量、流速等电子信号设备应阔别存在电磁干扰的场合,保证其工作性能。

5、环境条件的影响使用环境条件严重影响孔板流量计的性能,比如流体温度急剧变化将加添管道内的流体的湿度,加速腐蚀;环境温度直接决议流体的密度、粘度等物性参数;流量计的结构尺寸发生变化等。

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告孔板计量是一种常用的天然气流量计量方法,通过在管道中设置一个特殊的孔板来测量流体的流速和流量。

然而,在孔板计量中可能会出现误差,影响计量结果的准确性。

本报告将对孔板计量天然气流量产生误差的原因进行分析,并提出相应的解决措施。

首先,孔板本身的设计和制造工艺可能导致误差。

孔板的尺寸和形状对流体的流速和流量测量结果有直接影响。

如果孔板的尺寸不准确或形状不合理,流体在经过孔板时会发生扩散、收缩等现象,导致流速和流量的测量结果偏差。

因此,孔板的设计和制造需要严格按照相应的标准和规范进行,确保孔板的精度和稳定性。

其次,流体的性质对孔板计量的准确性也有影响。

孔板计量适用于一定范围内的流体,对于温度、压力、流速等参数的变化敏感。

孔板计量的精度随着流速的增加而下降,因此在高流速条件下可能产生更大的误差。

此外,孔板计量对于流体的密度变化也比较敏感。

因此,在计量前需要对流体的性质进行准确测量,并根据实际情况进行修正。

第三,孔板计量中的壁差效应也会导致误差。

壁差效应是指流体流经孔板时与孔板壁面发生摩擦,形成局部的速度分布不均匀,进而影响流速和流量的测量结果。

壁差效应的大小受到孔板壁面的光洁度和形状的影响。

为了减小壁差效应的影响,可以使用表面光滑、形状合理的孔板,并定期进行清洗和维护。

最后,流体中的杂质和沉积物也是影响孔板计量准确性的因素之一、流体中存在的杂质和沉积物会堵塞孔板,影响流体的流过,进而导致流速和流量测量结果的偏差。

为了减小此类误差,需要定期对孔板进行清洗和维护,并采取相应措施,如安装过滤器等,来减少流体中的杂质和沉积物的存在。

总之,孔板计量天然气流量可能存在误差,主要原因包括孔板设计和制造的问题、流体性质的变化、壁差效应以及流体中的杂质和沉积物等。

在实际应用中需要综合考虑各种因素,并采取相应的措施来降低误差,以确保计量结果的准确性和可靠性。

孔板流量计安装不当会导致测量误差

孔板流量计安装不当会导致测量误差

孔板流量计安装不当会导致测量误差孔板流量计是一种广泛应用于工业领域中的流量测量仪器,它具有成本低,结构简单易维护等优点。

同时,孔板流量计能够通过测量压差来计算出流量大小,具有测量稳定性好等特点。

但是,孔板流量计的测量精度与安装方式密切相关。

如果孔板流量计安装不当,会导致测量误差的问题。

本文将详细介绍孔板流量计安装不当会导致的测量误差及其解决方法。

孔板流量计简介孔板流量计是一种D型管道测量仪器,由截面狭小的孔板和法兰等部件组成。

在使用过程中,将孔板放置于D型管道的一端,流体在孔板前面形成高速流动,而在孔板后面形成低速区域。

由于孔板前后沿用D型管道,因此在高速区域形成了一个压缩区域,而在低速区域形成了一个扩张区域。

这样,能够形成一个差压,利用差压传感器来测量压差,从而计算出流量大小。

孔板流量计具有结构简单,成本低,准确度高等特点,常被应用于各种场合中。

然而,孔板流量计的安装方式直接影响了其测量的精度。

孔板流量计安装不当导致的测量误差安装位置不当孔板流量计的安装位置若不当,则会引起偏差。

孔板流量计要求必须在一段直管道上使用,并且直管道的长度必须满足要求。

如果管道弯曲或弯头比较多,那么就可能形成涡流,从而导致压差测量的不稳定性。

因此孔板流量计的安装位置要求必须符合规定,例如管道段长度在30D以内,安装点处不能有弯头或者死角等。

安装方向不当孔板流量计的安装方向也会对其测量精度产生影响。

孔板流量计的方向,是从法兰的下侧进入,出口在法兰的上侧。

如果孔板流量计的方向安装错误,则会引起流体的脉动,从而影响到差压传感器的精度。

正确的安装方向应该按照孔板流量计的使用说明进行。

安装距离不当孔板流量计的安装距离也是影响其测量精度的重要因素。

孔板流量计在安装过程中,需要保证前后方向离管道的壁面距离符合规定。

因为如果前后方向与管道壁面的距离不够,则会造成流体流向异常,从而影响到仪器的测量精度。

孔板流量计测量误差的解决方法安装位置方面如果孔板流量计的安装位置不当,那么需要更改孔板流量计的安装位置,符合孔板流量计的使用要求。

标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析

标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析

使用时,必须在确保安全生产的情况下进行。

试验证明通过上述方法能有效地抑制气流的脉动、消
除气质中的水分及杂质,减少流量计的计量附加误差。
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
• 标准孔板

1 产生误差的原因

(1)在长时间的使用过程中,标准孔板由于被天然气的侵蚀
或机械磨损而产生变形,孔板的光洁度下降,入口的尖锐程度
标准孔板流量计测量天然气流量计量附加误差分析
• 差压变送器

1 产生误差的原因

差压变送器的准确度及性能对流量计的计量结果影响
较大。实际工作中,由于没有按照设计要求进行差压变送
器的选型、安装和使用中的维护保养,导致流量计产生计
量附加误差的情况是经常发生的。

(1)差压变送器的准确度等级和量程范围的选择不正确,
• (5)导压管路上的上、下游导压阀应选用大通径的球型阀。

(6)为了防止导压管的冻堵,必须对导压管路进行保温,
并增加加热补偿保温措施。

(7)对于因下游波动源而引起计量点气流脉动的情况,
可通过调整流量计下游侧阀门的阀位(关小),使计量点气
流脉动幅度减小。试验证明,采用关小计量管下游阀的方
法来控制气流的脉动,效果是十分明显的,此方法在实际
变圆,使其圆弧半径不能满足标准要求;尖锐度变圆后对计量的
影响是使计量数据比实际流量偏低,最多可能偏低10%。

(2)标准中规定孔板厚度E应介于孔板开孔厚度е与0.05D之间。
如果超出这个范围,将使气流流过孔板的阻力损失增大,使计
量值比实际流量高,造成1%以内的附加计量误差。

(3)孔板孔径尺寸测量不准确。没有及时送到检定部门进行

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

关于孔板计量天然气流量产生误差的原因分析报告

孔板计量天然气流量产生误差的原因分析注:要结合我们的生产实际情况和计量标准6143-1998进行分析方爱国(吐哈油田丘东采油厂)摘要文章主要对在天然气计量中使用最广泛的孔板流量计在流量计量时产生误差的一些原因进行了分析。

主题词天然气流量计量孔板流量计误差一、前言孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的采用。

孔板流量测量系统一般由节流装置(标准孔板)、差压变送器及数据处理器(开方积算器或计算机)组成。

孔板流量计的主要特点:优点:(1)适用于较大口径管道的计量(目前口径大于DN600的流量计一般只能选用孔板)。

(2)无可动部件,耐用。

(3)应用历史悠久,标准规定最全。

(4)制造相对容易,价格便宜。

缺点:(1)测量围(量程比)窄,为3:1,且合理使用的流量是满量程的30%~80%。

(2)压力损失最大,可达25%~50%。

(3)计量准确度受安装条件影响很大。

(4)前后直管段要求长,占地面积大。

(5)计量准确度受人为因素影响大。

(6)不能直接读出计量结果,使用不便。

为了提高孔板流量计在天然气计量的准确度,分析和掌握测量装置本身在使用过程中产生误差的原因是计量工作中必不可少的一项重要工作。

二、测量原理充满管道的流体,当它流经管道的节流件时,如图1所示:图1. 孔板附近的流速和压力分布流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。

流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。

这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。

压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道流体的物理性质(密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。

以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据,天然气流量计量的实用公式是:p*1Q n=A h*α0*γre*b k*F r*ε*d2*F g*F a*F z*F t*hw式中Q n——标准状态下气体体积流量A h——常数,视差压、静压的单位而定,一般为8.6856α0——特定流量系数γre——测量管壁流量修正系数b k——孔板入口边缘锐利度修正系数F r ——雷诺数修正系数ε——气体膨胀系数d ——孔板在20℃下实测的开孔口径F a——孔板热膨胀修正系数F g——天然气相对密度修正系数F z——超压缩系数F t ——流体流动温度修正系数1p——孔板上游侧绝对压力hw——气体流过孔板时的差压三、误差因素分析1、基本误差由测量装置本身准确度所决定的误差。

影响孔板流量计测量精度的因素

影响孔板流量计测量精度的因素

影响孔板流量计测量精度的因素被测流体特性影响:由于天然气本身的性质,会随着外界环境温度的变化而发生复杂的变化,从而影响流量计的测量精度。

对于天然气的测量,必须首先确定天然气的工作温度和压力,因为外界温度的变化,会使天然气本身的压力和温度也发生变化,都有可能造成过大的密度变化和压缩系数变化。

低密度气体对某些测量方法呈现困难,此时就要改变所选择的测量方法,或者作温度和(或)压力修正,以保证测量准确准确度。

仪表性能的影响:孔板流量计本身引起的误差原因主要有:孔板入口直角锐利度;管径尺寸与计算不符;孔板厚度误羞;节流件附件产生台阶、偏心;孔板流量计孔板上游端面平度;环室尺寸产生台阶、偏心;取压位置;焊接、焊缝突出;取压孔加工不规范或堵塞;节流件不同轴度等等。

这些因素都有可能影响孔板的重复性,重复性是由仪器本身原理与制造质量所决定,它在过程控制应用中是重要的指标。

而精确度除取决于重复性外,尚与量值标定系统有关。

在实际应用中,仪表优良的重复性被许多因素包括流体粘度、密度等变化所干扰,都会影响测量精度。

若仪表输出特性是非线性的,则这种影响更为突出。

流量计安装的影响:管线布置的偏离造成的安装误差是普遍性的,其产生的主要原因是现场不能满足直管段要求的长度。

环境条件方面的影响:虽然流量计安装能正常使用了,但因所使用环境条件与预期的情况发生了改变,使仪表的一些性能参数和硬件方面也随之发生了改变,从而会改变流量计测量结果。

孔板流量计易于偏离标准的原因在于仪表本身的工作原理与结构特点,仪器自身误差是制造时产生的,安装和使用误差则是在安装时或长期使用中由于流体介质腐蚀、磨损、沾污等造成的。

因此,应严格按技术要求安装流量计量系统,消除安装误差。

孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比。

孔板流量计测量精度的方法 孔板流量计常见问题解决方法

孔板流量计测量精度的方法 孔板流量计常见问题解决方法

孔板流量计测量精度的方法孔板流量计常见问题解决方法孔板流量计,具有结构简单、维护和修理便利、性能稳定等特点,并且广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程掌控和测量。

但孔板流量计在现场测量的时候孔板流量计,具有结构简单、维护和修理便利、性能稳定等特点,并且广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程掌控和测量。

但孔板流量计在现场测量的时候,还是会碰到一些问题,常常会由于一些客观的因素而导致测量结果误差较大,下面就给大家紧要介绍下提高孔板流量计测量精度的方法:1、孔板流量计进行逐台标定:大家都知道,标准孔板只要设计制造参照相关标准,不需要实流标定就可以直接使用。

由于流出系数可以直接由软件算出,但是计算机计算终归的比较理想的,和现场环境还是有确定差别的,所以,为了保证测量精度,建议对每台流量计进行实流标定,把标定出的流出系数和计算结果进行比对,算出差值,进行修正。

2、温度对孔板流量计的影响及其修正,流体温度变化引起密度的变化,从而导致差压和流量之间的关系变化,其次,温度变化引起管道内径,孔板开孔的变化,对温度变化的修正,就是实行温度仪表测量现场温度进而输入到二次仪表中来修正温度变化而导致的误差。

3、可膨胀性校正:孔板流量计测量蒸汽,气体流量时,必需进行流体的可膨胀性校正,实在校正系数可以参照节流装置设计手册。

4、雷诺数修正,孔板流量计的流量系数和雷诺数之间有确定的关系,当质量流量变化时,雷诺数成正比变化,因而引起流量系数的变化。

5、蒸汽质量流量的计算,孔板流量计测量蒸汽时,先由差压信号求得流量值,再由蒸汽温度,压力值查表得出密度,来计算蒸汽流量质量。

以上内容,是关于提高孔板流量计测量精度方法的介绍。

在实行方法之前,需要对孔板流量计测量精度不精准的原因进行分析和了解。

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孔板流量计计量应用中常见故障问题分析及解决措施

孔板流量计计量应用中常见故障问题分析及解决措施

孔板流量计计量应用中常见故障问题分析及解决措施摘要:差压式孔板流量计结构简单,操作较方便,使用技术成熟,使得其在管道计量结算中得到广泛应用。

但在实际使用过程中,经常会由于工艺介质、仪表附件原因,出现的“空跳”、“零漂”及“汽化”等问题,产生测量偏差,造成计量结算出现多计或少计,甚至有恶意作弊情况,导致产生不必要的损失。

基于此,本文就对孔板流量计原理、容易产生的问题及原因,进行实例分析,并提出解决办法。

关键词:孔板流量计;计量应用;常见故障;解决措施1测量原理流体由于有压力而具有位能,流体由于有流速而具有动能,充满管道的流体,当它们流经管道内的节流装置时,流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩,从而使流速增加,静压力低,于是在节流件前后便产生了压力降,即压差,介质流动的流量越大,在节流件前后产生的压差就越大,所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小,而这一差压与流量的平方成正比,最终归结为流量F与差压△p的开方成线性关系,这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

孔板的设计制造是依据用户提供的工艺介质参数。

而在孔板流量计实际运行过程中,工艺介质的实际温度、压力,与最初用户提供的设计温度、压力会有所偏差,对仪表指示准确度有所影响,为解决这一问题,实际应用过程中,引入温压补偿,通过在流量累计仪或DCS系统中,按照补偿公式进行换算,最终得出准确流量。

2故障原因分析及解决措施孔板流量计变送器输出至流量累计仪或DCS系统,构成整个仪表回路。

故障分析要考虑整个回路中的工艺介质、取压管路、仪表元件、显示系统等。

2.1变送器指示零点存在偏差可能的原因(1)差压变送器静压误差根据《压力变送器检定规程》,静压影响的检定:首先是下限变化的检定,将密封性检查后的差压变送器高、低压力容室联通,从大气压力缓慢输人至额定工作压力,保持3min后释放至大气压力。

期间分别测量大气压力和额定工作压力状态下的输出下限值;其次是量程变化的检定,将差压变送器的高、低压力容室联通,输入额定工作压力,并测量输出的下限值,然后关闭平衡阀,将低压力容室的压力降低,使高、低压力容室的压差为差压上限值,同时测量输出上限值。

孔板流量计的误差来源与实际控制

孔板流量计的误差来源与实际控制

孔板流量计的误差来源与实际控制摘要标准孔板流量计是一种非常成熟的流量计,在多年的试验和使用过程中积累了大量的数据和经验,以其耐高压,安装使用维护方便等诸多优点在我国天然气计量中占有主导地位。

本文就孔板流量计的在应用中误差来源加以识别,分析了误差产生原因,并针对现场实际情况,提出了控制措施。

关键词天然气;孔板流量计;误差;原因;控制天然气流量计量已经成为天然气工业生产发展的重要组成部分,天然气流量计量仪表品种很多,其中孔板流量计自20世纪70年代引入我国使用,逐步在天然气流量计量中获得了广泛应用,到目前为止,孔板流量计在我国天然气计量中仍然占有主导地位。

标准孔板流量计最主要的优点是耐高压,安装使用维护方便,对介质洁净程度的要求也不高,可与电子仪表和机械仪表单独配套,在多年的试验和使用过程中积累了大量的数据和经验,是一种非常成熟的流量计。

但是,由于组成测量系统的组成环节较多,影响孔板计量准确度的因素很多,现就孔板流量计的误差来源加以分析,并针对误差来源,在实际应用中采取相应措施,以提高计量准确度。

1 孔板流量计的组成和原理1.1 孔板流量计的组成标准孔板流量计由截流装置,信号引线和二次仪表系统组成。

其中节流装置是使管道中流体产生静压力差的装置,主要由标准孔板,取压装置和上下游直管段组成。

1.2 基本原理充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如图所示,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。

流体流量愈大,产生的压差愈大,这样依据压差来衡量流量的大小。

如图1所示。

图12 孔板流量计的计算方法和参数变量分析这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。

2.1 流量计算公式根据《天然气流量的标准孔板计量方法》(SY/6143-2004)给出的天然气在标准参比条件下的体积流量计算实用公式:式中:Qvn为天然气在标准参比条件下的体积流量;Avn为体积流量计算系数;C为流出系数;E为渐进速度系数;d为孔板开孔直径;FG为相对密度系数;ε为可膨胀系数;FT为超压缩系数;FZ为流动温度系数;P1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压;△P为气流流经孔板时产生的差压。

孔板流量计的误差分析及修正

孔板流量计的误差分析及修正
的作用 就是 为 了保 证 管 道 内 流 体 的 流 动 稳 定 , 由于 但
行使用时, 这一问题显得尤为突出。因此 , 查找测量误差
产生的原因和克服办法, 具有很重要 的现实意义。 孔板流量计主要 由孔 板 、 导压 管路和差 压变送 器
三 部 分 构成 。孔 板 是 流 量 计 的 节 流 元 件 , 将 介 质 流 它
电极 , 两 固定 电极 组 成 差 动 电 容 器 。测 量 膜 片 的 左 与
量误差 。消除办法就是提 高施工人员的技术素质和责
任心 。施 工人员在安装孔 板前应仔 细检查孔 板片 , 若
发 现孑 板 片上 下 游 面 受 损 , 及 时 更 换 ; 安装 孔 板 过 L 应 在

130 ) 200
要 :孔 板流 量计是 一种广 泛应用 于化 学工业 的流量测 量仪 表 。它 在安 装 、 使用 和 维护 等方 面存在 很 多 的不 足 , 而容 易 产生 流 从
量 测量 的误差 。通过对 孔板 流量计 的研究 , 出引起流量 测量误 差 的各种 原 因及 相关 消 除方 法 ; 通 过补 偿 和技 术改 造 等措 施对 测 得 并 量误 差进行 了修正 , 而保证 了流量 测量 的准确性 和实效 性。这对 于孔 板流 量计的准 确计量 具有一 定的指 导作用 。 从 关键 词 :流 量计 测量误 差 精度 孔板 计量 差压变 送器
Ke wo ds F o y r : l wme e Me s rn r o P e ii n Orf e Me s r me t Di e e ta r s u e ta s t r tr a u ig err r c so ii c a ue n f r n il p e s r r n mi e f t

孔板流量计测量误差的影响因素

孔板流量计测量误差的影响因素

淮安嘉可自动化仪表有限公司孔板流量计测量误差的影响因素1、仪表选型或使用条件的影响在仪表选型设计阶段,没有充分考虑到工艺日常操作中各种工况的影响,导致孔板流量计在使用过程中,工艺操作的最低流量在孔板设计量程的30%及以下或者工艺操作的最高流量大于孔板的设计流量,从而使流量显示出现极大偏差,影响到工艺人员的生产操作。

以1.5级精度的孔板流量计来为例,在流量为量程的10%时,差压值只为差压量程的1%,根据GB/T2624-93中不确定度估算方法,差压测量的不确定度由变送器的精度等级决定,根据上述公式还可推算出当测量流量为设计量程的30%时,不确定度为3.7%。

可以发现,在30%量程以下,孔板的测量有很大误差,甚至在10%量程以下时,会对变送器进行小流量切除,避免造成流量测量不准,给工艺操作员造成参考偏差,一般孔板流量计使用条件会在量程的30%~90%之间比较好。

2、孔板前后直管段或孔板本身腐蚀影响孔板流量计在长期受到高温、高压气体或液体的持续冲刷,特别是带腐蚀性废气或油品的侵蚀后,会导致孔板的直管段内壁或孔板直角边缘腐蚀,入口边缘尖锐度变钝、直角垂直度、直管段管壁粗糙度变差。

而流量系数与孔板入口边缘锐度、管壁粗糙度等因素有关,在相等流量的介质通过该孔板时产生的前后压差变小,仪表输出偏小。

孔板入口边缘磨损越严重,测量误差就越大。

因此,需要对孔板进行修正(不淮安嘉可自动化仪表有限公司划算),或更换相同型号的孔板。

3、孔板安装不规范的影响孔板施工安装不规范,如孔板装反导致流量测量偏小,孔板露出的部分标记“+”号的为介质入口方向;孔板安装时孔板的中心线要和前后直管段中心线重合,避免孔板偏心,孔板偏心引起的测量误差大约在2%以左右。

还有引压管的插入位置、敷设坡度过大都对测量产生很大影响。

而节流装置(孔板)密封垫片没有按照环室尺寸加工,使得垫片伸入到管内,干扰流体稳定流动;或直管段前后过短等更是会造成流量测量不准,流量测量线性度也达不到相关要求。

差压式孔板流量计的误差来源

差压式孔板流量计的误差来源

差压式孔板流量计的误差来源根据差压式孔板流量计在天然气流量测量中的应用情况来看,导致流量计出现测量误差的主要原因有三个,具体论述如下所示。

1、对天然气流量动态检查的真实性存在不确定因素在应用差压式孔板流量计开展测量工作时,我们首先设天然气的流出系数为C。

根据设备测量情况来看,C与速度剖面雷诺数之间存在较为紧密的联系。

当雷诺数较小时,C数值会逐渐变大。

而雷诺数的大小,通常取决于天然气流出时速度剖面的尖与平,如果速度剖面较尖,那么雷诺数小,如果速度剖面平,那么雷诺数较大。

通常情况下,我们会将雷诺系数设置为2×106以上。

由此可见,差压式孔板流量计在工作过程,之所以会出现流量测量不准确现象,主要原因为孔板直径大小方面。

2、孔板平整程度对测量数据准确性的影响为了探究差压式孔板流量计中孔板平整度对测量数据准确性带来的影响,我们开展了下述实验。

选择三个粗糙程度不同的孔板,一号孔板的rK为0.05,二号孔板的粗糙高度参数Ra为45μm,三号孔板为标准的孔板,圆弧半径<0.0004d,粗糙度高度参数Ra≤0.0004d。

在试验过程中,测量这三个孔板应用时一天14个时间段的天然气流量,具体测量结果如表1所示。

由表1可知,差压式孔板流量计在应用过程中,孔板的平整度在很大程度上都会对设备计量准确度造成影响。

如果差压式孔板流量计的孔板圆弧rK不符合相关要求,那么将会导致天然气流量最终的测量误差范围在-2.81%~3.15%之间。

如果孔板的粗糙程度参数Ra不能符合相关要求,将会导致误差范围再一次扩大,在-2.85%~2.72%之间。

如果差压式孔板的粗糙程度以及圆弧半径的相关规格超出测量设备的正常规格,最终会导致计量结果的准确度偏差越来越大。

3、天然气实际物理性质测量数据存在不确定影响因素根据当前我国天然气运输情况来看,在运输过程中一般会加入一定量的凝结液、脱水剂以及水,这些物质的存在会对差压式孔板流量计的应用带来一定影响。

孔板流量计的误差与修正原因

孔板流量计的误差与修正原因

孔板流量计的误差与修正原因什么是孔板流量计?孔板流量计是一种基于测量不同路径液体或气体流动速度的差异而测量的流量计,它的通道是一个横截面为圆形的流道,流道中心充满了流体,中央位置有一个圆形孔洞,其作用是使流体通过孔洞时产生压降,通过测量压降来推算流量。

孔板流量计的结构简单、精度高,使用范围广,是工业生产中常用的流量计之一。

孔板流量计的误差来源1.阻力系数不确定性孔板作为一种流体测量仪器,其基于的原理是利用孔板前后不同的流体压力差作为流速的指标。

而孔板的阻力系数是孔板流量计能否达到高精度的关键之一。

阻力系数的大小受到孔板几何形状和雷诺数的影响,两者均产生误差。

因此,阻力系数不确定性是造成孔板流量计误差的主要因素。

2.安装误差孔板流量计的安装方式对其测量精度有很大的影响。

不正确的孔板安装方式,如孔板与管道壁角度过大,孔板开孔与管道内径比不合适,孔板上下游距离过近,都会引起误差,导致孔板流量计无法测量精准的流量。

3.测量工件摆位、设备的设计制造等方面在生产制造环节中,由于加工误差等原因,孔板的尺寸和几何形状难免会产生误差,如板面平整度不高、板宽增加、斜率不一致等。

孔板流量计误差的修正方法1.校准校准可以解决孔板流量计中的误差问题。

在校准孔板流量计时,需要根据不同的流体类型和不同的操作条件进行相关操作。

2.安装在现场安装时要注意流体的冷却、固定安装孔板的位置,调整一定的管道直线段,距离孔板一定的长度,安装夹卡并留一个空间以保证准确性。

3.升级技术随着计算机技术的进步,工业自动化和计算机控制技术的快速发展,孔板流量计的精度逐步提高。

新一代孔板流量计采用先进的数字控制处理技术、高精度的传感器和高精度的电子计算机等,对流量计的计算精度进行了进一步提高,可以满足更高的生产需求。

结论孔板流量计是一种常用的工业流量计,可广泛应用于诸如化工、自动化控制、水处理、污水处理、能源、矿业等领域。

但由于阻力系数不确定性、安装误差和加工误差等原因,孔板流量计的误差相对较高。

孔板流量计测量误差及产生的原因和解决方法

孔板流量计测量误差及产生的原因和解决方法

9 ・ O
工业 仪 表 与 自动 化 装 置
2 1 第 2期 0 2年
孔 板 流 量 计 测 量 误差 及 产 生 的原 因和 解 决 方 法
高德学
( 西仪 集 团有 限责任公 司 机械 制 造厂 , 安 7 08 ) 西 102 摘 要 : 孔板 流 量计在 现场 应 用 中的测量误 差 产 生 的原 因进 行 了分析 , 就 并对 孔 板 、 压 管和 差 导
Absr t Th a ur me te r ro rfc o t ac : e me s e n ro fo ii ef wmee a s s i h p l ai n a e a ay ie .S me l tr c u e n t e a p i to r n l ss d o c meh d o s l e a e p t f r r n t e h l b a d t o s t ov r u o wa d o h oe o r s,g i e p e s r i e a d t e p e s r i e e c ud rsu e pp n h rsue df rn e f ta mi e n tlai n a d man e n e o o p o u e a v re y o d iin lme s r me te o . r ns t ri salto n i tna c ft r d c a it fa d t a a u e n r r t o
收 稿 日期 :0 1—1 2 1 2—1 5
质和责任心。施工人员在安装孔板前应仔细检查孔
板片 ,
Ke w o ds: fo y r l wm ee me s rn e r r tr; au ig ro ;
p e s r r ns i e r s u e ta m t r t

孔板流量计的正负误差的分析与解决办法

孔板流量计的正负误差的分析与解决办法

孔板流量计的正负误差的分析与解决办法一、孔板流量计正误差的分析与解决办法1、隔离液液位高度不等引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开,保护差压变送器。

如果低压侧液位高度高于高压侧液位高度,将导致测量差压增大,测量流量就会增大。

解决办法:检查高低侧冷凝罐的高度是否一致,如果不一致,进行校正。

检查冷凝罐的高度是否高于蒸汽管道,如果低于管道,将冷凝罐的高度抬高。

2、变送器零点漂移如果使用时间较长,变送器的零点可能会发生漂移,如果是正漂移,显示的差压将会增大,显示的流量也会增大。

解决办法:对变送器的零点进行校正。

3、差压变送器的三阀组漏气如果三阀组中的低压阀漏气,将会导致测量差压增大,测量结果就会增大。

解决办法:如果三阀组中的低压阀门漏气,将该阀门进行紧固,必要时进行更换。

4、孔板厚度不符合规定标准中规定孔板流量计的孔板厚度应介于孔板开孔厚度e与0.05D之间。

如果超出这个范围,将使气体流过孔板的阻力损失增大,使计量值比实际值偏高。

解决办法:检查孔板厚度,如果超出这个范围,进行更换。

5、流通截面积的变化在现场使用中,孔板表面可能会黏结上一层污垢或杂质,导致流通截面积变小,测量差压就会增大,从而测量流量增大。

解决办法:检查孔板周围是否干净,对其进行清洗。

6、上下游直管段长度不够上下游直管段长度如果不够,气体将得不到充分发展,会使计量结果造成较大误差,如果上游在规定直管段内存在单个弯头或平面双弯头,将使计量结果偏高。

解决办法:改造蒸汽管道,使上下游直管段长度达到规定要求。

在节流装置之前加装整流器。

二、孔板流量计负误差的分析与解决办法1、变送器零点漂移如果使用时间较长,变送器的零点可能会发生漂移,如果是负漂移,显示的差压将会减小,显示的流量也会减小。

解决办法:对变送器的零点进行校正。

2、隔离液液位高度不等引压管中从冷凝罐到差压变送器中的液位是为了将高温介质与差压变送器隔开,保护差压变送器。

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石油工业技术监督·2009年6月长距离输气管道通常采用差压式孔板计量进行贸易计量交接。

由于多种原因,计量数据会存在偏差。

为此,根据计量公式,结合日常运行实际,现对计量过程中的影响因素进行分析,确定各种因素对计量结果的影响方向,为精准计量和寻找计量误差提供依据。

石油行业标准SY/T6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》中,列出了天然气标准体积流量计算公式:q vn=A vn CEd2F GεF Z F T P1Δp姨式中q vn—天然气在标准参比条件下的体积流量,m3/s;A vn—体积流量计量系数,无量纲,秒体积流量m3/s计量系数A vns=3.1794×10-6;C—流出系数,无量纲;E—渐进速度系数,无量纲;d—孔板开孔直径,mm;F G—相对密度系数,无量纲;ε—可膨胀性系数,无量纲;F Z—超压缩系数,无量纲;F T—流动温度系数,无量纲;P1—孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp—气流流经孔板时产生的差压,Pa。

现场因素分析1气体组分和气体质量对计量结果的影响气体组分数据的得出有两种情况。

一是有气质监测设备,定时把现场数据采集到计量系统中,适时更新;另一种是由于运行成本及其他原因,气体组分采用异地测量、人工输入的方式。

组分对计量结果的影响为:如果轻质成分(如甲烷)含量增加,则天然气密度ρn会减小,根据G r=ρn/1.204449,真实相对密度G r相应减小,根据公式F G=1/G r姨,相对密度系数F G则减小,流量计得出的结果与真实值相比会减小,即发生少计量现象。

美国雪佛龙公司和科罗拉多工程试验站的试验研究结果表明:(1)用孔板流量计测量气体流量,当气体中夹带少量液体时,流量测量不确定度偏高,测量的湿气流量随β(直径比)的增加而减少,在β为0.7时,测得的流量偏差为-1.7%;(2)当夹带少量液体时,在β为0.5时表明孔板性能较好,但是应将夹带液体在孔板上游脱出,以获得最佳的计量性能;(3)用旧的孔板流量计测量湿气,流量计量值将降低3%[1]。

如果气体中含有液体或污物沉积,则会对计量仪表测得的数值造成影响,从而影响计量精度。

2孔板对计量结果的影响在孔板夹持器中安装孔板时,应注意孔板的安装方向,使气体从孔板的上游断面流向孔板的下游断面。

如果装反,计量数据将偏小。

原因是装设孔板的目的是让气体到孔板处能迅速减压,提高流速然后再迅速释放,以增大孔板前后的压差,然后根据此压差用伯努利方程来计算流量。

如果装反了就不能达到迅速减压的目的,孔板前后压差会减小,而流量孔板流量计计量误差现场因素分析尹广增中国石油管道兰州输气分公司(甘肃兰州730070)摘要结合现场实际,从气体组分和气体质量、孔板、配套管路和测量仪表、流量计算中各常数等四个方面,对采用标准孔板的长距离天然气管道流量计量系统正负误差的产生原因进行了分析,并结合运行实践,提出了运行中应注意的问题,为提高计量准确度和误差综合分析提供了参考。

关键词输气管道天然气孔板流量计计量误差Abstract According to the field practice,the causes of positive and negative errors in flow metering system of long-distance natural gas pipeline with standard orifice plate are analyzed from the following aspects,which include the components and quality of gas,the orifice plate,the supporting pipeline,the measuring instrument and various constants in flow calculation.And then,based on the op-erating practice,some problems worthy of drawing much attention in the operation have been proposed in order to provide references for the improvement of measuring accuracy and error comprehensive analysis.Key words gas pipeline;natural gas;orifice plate;measuring error计量技术15TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRYTECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工业技术监督·2009年6月与前后压差是成正比的,所以显示值会偏小。

当孔板入口边缘磨损变钝不锐或受腐蚀发生缺口,或孔板前有突入管道内部的焊缝、计量法兰垫片时,都将使实际流量系数增大或差压降低,造成计量气量偏小[2]。

实际孔径小于设计孔径引起流量增大。

由于半径减小气体流过孔板时,孔板前后差压增大。

因此,孔径的输入要正确,尤其是在更换完孔板后应对计算机中的孔板直径按照检定证书上的孔径进行更改。

实际孔径一定,如果输入值比实际值大,将造成流量值增大。

同样的道理,如果孔径不变,差压变大,则计量值增加。

直径比β(孔板开孔直径/上游测量管内径)的变化对测量不确定度的影响。

图1表征了β与流出系数不确定度的关系。

由图1可见,β值在0.55时,不确定度最小;β从0.65变化到0.75时,不确定度几乎成直线上升。

直径比与流量测量综合不确定度的关系见图2。

从图2中可见,β>0.6时,随着β的增大,不确定度迅速增大;当直径比β为0.75时,不确定度可达到±1.8%左右。

直径比超过0.6对流量计量的影响很大。

因此,在选用孔板流量计时不能仅按标准规定认为直径比在0.2~0.75之间都是理想的。

除特殊情况外,建议直径比选择在对流量测量不确定度影响较小的区域。

孔板弯曲。

因安装或维修不当,使孔板发生弯曲或变形,导致流量测量误差增大。

在法兰取压的孔板上进行测试,孔板弯曲产生的最大误差约为3.5%[3]。

3配套管路和测量仪表对计量结果的影响下游导压管至仪表间的连接件漏气或堵塞,会造成计算的流量偏大。

反之,上游导压管至仪表间的连接件漏气或堵塞,平衡阀漏气,有少量的泄漏致使气体在引压管中流动,减少了进变送器的差压信号,使仪表输出偏低,造成计量流量偏小。

如果气体中含有液体或污物沉积,则会对计量仪表测得的数值造成影响,主要是在压力和差压变送器的导压管低处。

同时在低温条件下,由于降低压力或者控制流量,易产生水合物,仪表中测量的结果不是真实的现场数据。

故应安装加热器或其他适宜设备,并定期对压力和差压变送器的导压管进行排污,以保证计量准确。

天然气管道输气量普遍存在的一个现象是冬夏季变化较大,故仪表量程应适应宽范围变化的需要,确保计量参数在规定范围内。

具体可参见SY/T6143-2004《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准中的附录。

同时,各组成部分的准确度等级应达到规定要求,此方面可参考GB/T 18603-2001《天然气计量系统技术要求》。

由于差压变送器在计量中占有主要作用,因此,要对差压变送器的零点进行校准。

如果零点不稳,有漂移或量程偏大,会导致孔板流量计输出信号偏低。

由于使用时间长线路器件老化、维护过程失误等原因,现场的仪表有可能存在失效的情况,如温度变送器与其他同管径支路同型号仪表相比数值偏低等;或由于停电原因,采集值会为系统默认的-50℃等。

这样会造成计量结果偏大。

因此要对有可比性的参数进行相互间的比较,以确认数据是否正确。

4流量计算中各常数对计量结果的影响在流量计算机上,可看到的数据分自动采集和人工输入两种。

自动采集的参数有温度、压力、孔板差压。

需要人工输入的参数有孔板孔径、测量管内径、当地大气压、孔板膨胀系数、测量管膨胀系数、动力粘度等。

相对密度的取值方式已介绍,不再赘述。

图1β与流出系数不确定度的关系β值图2β与流量测量综合不确定度的关系β值计量技术16TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUSTRY石油工业技术监督·2009年6月只是特别说明,如果取值方式选择为人工输入,则气体组分现场分析数据将失去实际意义。

当地大气压的影响。

不同的地区由于海拔高度不同,大气压力也不相同,一般标准的大气压为98kPa 。

假如所在地区大气压为89kPa ,而系统计算软件中当地大气压按标准的98kPa 参数代入来计算流量,是绝对不行的,经估算,这样会使双方计量误差增大约0.5%[4]。

可膨胀系数ε对流量计量的影响。

ε是气体流经孔板时密度产生变化而引入的修正系数,这是流量误差的一个重要来源。

当天然气流量低于设计流量时,实际的ε低于设计的ε,导致测量结果偏小,反之则测量结果偏大;当实际流量与设计流量一致,而静压P 1低于设计压力,实际的ε小于设计的ε,使流量测量偏大,反之偏小[5]。

为杜绝随意篡改计量设置参数现象发生,交接双方应在进入计量数据设置页面前输入密码环节,由双方共同设置进入密码。

结论天然气计量系统是一个相当复杂且存在许多不确定因素的系统,造成测量误差的原因难以进行综合定量分析,本文只能对部分现场方面进行定性分析。

应该说,在日常工作中,只要加强流量计各环节的管理,对影响计量准确度的因素进行详细排除,及时发现并更正计量过程中出现的异常现象,就能保证计量数据的准确度。

[参考文献][1]王东.差压式孔板流量计的误差来源和控制对策[J].天然气工业,2004,24(10):132-135.[2]冉莉.使用孔板流量计应当注意的一个问题[J].计量技术,2002,4:52-54.[3]宋艾玲.差压式孔板流量计计量不准确度分析[J].钻采工艺,2006,29(2):114-115.[4]苏帅.天然气管道标准孔板流量计计量误差的分析[J].石油化工应用,2007,26(5):26-29.[5]张琳,李长俊.天然气孔板流量计计量误差分析及改进措施[J].石油矿场机械,2006,35(2):59-61.尹广增(1975-),男,工程师,主要从事压气站管理工作。

计量技术17。

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