摘要:計(jì)量精度高、投資少、結(jié)構(gòu)簡單為孔板計(jì)量方式的優(yōu)點(diǎn)，在各大油氣田中應(yīng)用廣泛。正確計(jì)量天然氣關(guān)系著貿(mào)易結(jié)算的公平性，且對生產(chǎn)工藝的改進(jìn)具有指導(dǎo)作用。本文主要對標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)誤差進(jìn)行分析，探討相關(guān)改進(jìn)辦法。
引言
在石油天然氣行業(yè)，超過9596的企業(yè)在貿(mào)易計(jì)量時(shí)選擇使用孔板流量計(jì)，使用時(shí)引起誤差的原因較多，包含計(jì)算系數(shù)、氣質(zhì)條件、使用條件、計(jì)量儀表等。
1誤差原因分析
1.1計(jì)量儀表原因
SY/T 6143-2003或GB 2624- 1981中嚴(yán)格規(guī)定了關(guān)于孔板加工的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，若加工技術(shù)不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)易引起誤差.①因沒有重視一些細(xì)節(jié)問題導(dǎo)致孔板安裝不當(dāng)引起誤差，如平衡器不水平、未合理設(shè)置導(dǎo)壓管走向、密封墊片超出環(huán)室等。②孔板彎曲也是導(dǎo)致誤差的重要原因，突出物與孔板距離、突出物位置以及突出量等與誤差大小相關(guān)。若孔板上游為突出物位置，誤差在1696~50%;若孔板上游管徑2倍被為突出物位置，β=0.7,此時(shí)誤差最大。③以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，節(jié)流裝置直管段與孔板應(yīng)為對中，孔徑與β值差距越大，精度受偏心率影響越大。管道內(nèi)徑為D.孔板開孔直徑為d,則d/D為β值”。
1.2計(jì)量系數(shù)原因
①流出系數(shù)C,其校準(zhǔn)標(biāo)定的有效條件為孔板節(jié)流裝置達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，試驗(yàn)條件為上游直管段充分長。流出系數(shù)與R為負(fù)相關(guān)關(guān)系，流量增大時(shí)流出系數(shù)C會降低，與刻度流量相比，實(shí)際流量越小該系數(shù)導(dǎo)致的誤差就越大。流出系數(shù)C不是固定不變的，其變化以R為依據(jù)。
②可膨脹系數(shù)ε，密度在氣體流經(jīng)孔板時(shí)會出現(xiàn)變化，可膨脹系數(shù)e是作為修正系數(shù)引入。若設(shè)計(jì)流量高于天然氣流量，則設(shè)計(jì)e高于實(shí)際數(shù)值，測量結(jié)果會偏小:在條件相反情況下則偏大。若設(shè)計(jì)流量與實(shí)際流量- -致，設(shè)計(jì)壓力高于靜壓Px，設(shè)計(jì)ε高于.實(shí)際值，測量結(jié)果偏大。
③天然氣壓縮因子。不同地區(qū)存在不同工況，流量計(jì)量需依據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。若溫度不低、壓力不高，體積流量可依據(jù)理想氣體方程換算，但理想與實(shí)際氣體存在一定的差 異，特別是溫度變化大、管道壓力大時(shí)，以理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算并不合理�？ù那�圖求解法為該系數(shù)的求解。
1.3氣質(zhì)條件原因
盡管在采出天然氣后采取了過濾或除塵等措施，但因輸氣干線或集氣管網(wǎng)腐蝕物、處理不徹底等緣故，導(dǎo)致固體雜質(zhì)、液體混于天然氣中，并在孔板流速突變、截面收縮的孔口銳邊聚集，而孔板流線、截面、銳邊的變化對于計(jì)量來說均是非常敏感的要素”。同時(shí)，雜質(zhì)還會腐蝕、沖刷孔板，影響測量。
含水量原因。若少量液體存在于氣體中央則會存在偏高的測:量不確定度，β增加時(shí)，濕氣流量減少，流量偏差在0.7β比條件下為-1.7%。若存在少量液體夾帶，在0.5β比條件下具有較好的孔板性能，在孔板上游將液體脫出后其計(jì)量性能佳。
1.4使用條件原因
使用條件所致誤差主要包含流程頻繁波動、超量程、脈動流現(xiàn)象問題。脈動流是因氣體壓力與流速突然變化而產(chǎn)生,導(dǎo)致差壓波動，20%~ 30%為脈動流所致最大誤差。此外，還有其他如管理不嚴(yán)、人為破壞、管道泄漏等原因。
2改進(jìn)方法
2.1依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行孔板加工
孔板加工需嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，安裝設(shè)計(jì)孔板節(jié)流裝置需符合要求，以孔板前阻力件形式為依據(jù)進(jìn)行直管段長度的選用與配接,孔板前30D為最低要求.若場地有所限制，應(yīng)將整流器安裝于孔板前直管段。管道線與孔板入口端面應(yīng)為垂直關(guān)系，并控制在不超過1°的偏差。禁止反向安裝孔板，壓差計(jì)的選擇與使用需正確，若壓差計(jì)工作量程低于30%需注意孔板規(guī)格或壓差計(jì)量程的及時(shí)更換”。0. 4~0.6為角接
取壓β值，0.2~0. 75為法蘭取壓β值。
2.2管理與修正系數(shù)
日常生產(chǎn)需注意修正測量流量，撤換、維修、清潔孔板需定期進(jìn)行，流量計(jì)算程序核對，儀表轉(zhuǎn)換通道、儀表零點(diǎn)、孔板的檢測與清洗應(yīng)一月一次，若孔板存在劃痕、坑蝕需及時(shí)更換。為提升職工故障發(fā)現(xiàn)與解決能力、技術(shù)水平，應(yīng)進(jìn)行計(jì)量業(yè)務(wù)培訓(xùn)，確保系統(tǒng)保養(yǎng)、維護(hù)與檢修工作的有效進(jìn)行。天然氣壓縮系數(shù)、溫度、密度以及壓力對于測量具有直接影響，因此，對上述特性參數(shù)的測量應(yīng)選用合適的儀表.若天然氣物性參數(shù)波動，應(yīng)注意修正測量誤差，測量與修正最好時(shí)時(shí)進(jìn)行。為避免出現(xiàn)管道泄漏問題，應(yīng)定期排污、加強(qiáng)巡視。
2.3量值溯源
以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，一次裝置設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)、安裝、制造、使用孔板節(jié)流裝置均達(dá)要求時(shí)，可實(shí)現(xiàn)流體力學(xué)與幾何的相似，并可應(yīng)用單參數(shù)溯源，使用長度標(biāo)準(zhǔn)，以幾何尺寸干檢部分節(jié)流裝置，以相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣氣或器具檢驗(yàn)氣樣分析、時(shí)間、溫度、壓力，在國家基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)器間建溯源鏈。在使用一定時(shí)間后或使用前對流量計(jì)采取實(shí)流檢定或校準(zhǔn)。以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求分析天然氣組成，若條件允許可采取在線測定物性參數(shù)、在線組成分析天然氣.
2.4定值節(jié)流裝置與可換孔板節(jié)流裝置
應(yīng)用可換孔板節(jié)流裝置的益處在于，更換、清洗或檢查孔板時(shí)無需停輸或拆動管道.3.5: 1為孔板流量計(jì)測量范圍，但實(shí)際工況通常并不與之一致，若配套應(yīng)用流量計(jì)算機(jī)、智能流量積算儀、寬量程差壓變送器與定值節(jié)流裝置有助于擴(kuò)展量程，智能化差壓流量計(jì)。配套應(yīng)用定值孔板、可換孔板節(jié)流裝置有助于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化節(jié)流裝置產(chǎn)品，確保計(jì)量正確。
2.5使用與維護(hù)
使用與維護(hù)孔板流量計(jì)均需遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中，使用與維護(hù)的重點(diǎn)在于差壓變送器、孔板與連接部分引壓管線”�？装迳舷掠尾顗簳蛉肟阡J利度改變、孔板損傷而降低，所測結(jié)果低于實(shí)際，即測量不確定度在流出系數(shù)變化條件下會大于標(biāo)準(zhǔn)估算值.可更換孔板，或以標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)修正流出系數(shù)，與舊孔板相比，新孔板直徑稍大。在沒有新孔板情況下應(yīng)采取孔板銳利度修正流出系數(shù)，修正需以國家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。更換變形孔板時(shí)應(yīng)選用直徑小于舊孔板的新孔板。
若結(jié)垢、腐蝕、沖刷存在于直管段內(nèi)表壁，需將測量管段及時(shí)更換:在沒有新測量管段時(shí)需采取粗糙度修正流出系數(shù)C.
3結(jié)語
孔板流量計(jì)儀表結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理是導(dǎo)致其易于偏離標(biāo)準(zhǔn)的主要原因，儀器誤差產(chǎn)生于制造過程，安裝與長期使用的磨損與腐蝕是導(dǎo)致使用與安裝誤差的主要原因.因此，規(guī)范安裝、使用孔板流量計(jì)，正確選用測量儀表，才能為儀表的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障.
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