摘要:標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)是一種成熟的流量計(jì)，在多年的試驗(yàn)和使用過程中積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，以其耐高壓，安裝使用維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)在我國天然氣計(jì)量中占有主導(dǎo)地位。本文就孔板流量計(jì)的在應(yīng)用中誤差來源加以識別，分析了誤差產(chǎn)生原因，并針對現(xiàn)場實(shí)際情況，提出了控制措施。
天然氣交接計(jì)量中孔板流量計(jì)廣泛應(yīng)用，在天然氣計(jì)量中占有主導(dǎo)地位，其最主要的優(yōu)點(diǎn)是耐高壓，安裝使用維方便，對介質(zhì)潔凈程度的要求也不高，可與電子儀表和機(jī)械儀表單獨(dú)配套，是一種成熟的流量計(jì)。但是，由于組成測量系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)較多，影響孔板計(jì)量精度的因素很多，現(xiàn)就孔板流量計(jì)的誤差來源加以分析，并針對誤差來源，在實(shí)際應(yīng)用中采取相應(yīng)措施，以提高計(jì)量精度。
1孔板流量計(jì)的原理
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)由截流裝置，信號引線和二次儀表系組成。其中節(jié)流裝置是使管道中流體產(chǎn)生靜壓力差的裝置，主要由標(biāo)準(zhǔn)孔板，取壓裝置和，上下游直管段組成。其原理是充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)生的壓差愈大，這樣依據(jù)壓差來衡量流量的大小。
2天然氣計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因分析
2.1統(tǒng)計(jì)量的誤差分析
2.1.1流出系數(shù)因素
影響流出系數(shù)偏離的原因包括:，
(1)儀器本身產(chǎn)生的誤差:①孔板入口直角銳利度超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定②管徑尺寸與計(jì)算不符③孔板厚度誤差④節(jié)流件附件產(chǎn)生臺階、偏心⑤孔板上游端面平度⑥環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺階、偏心⑦取壓位置⑧焊接、焊縫突出⑨取壓孔加工不規(guī)范或堵塞⑥節(jié)流件不同軸度。
(2)安裝誤差:管線布置的偏離，管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的，其產(chǎn)生的主要原因是現(xiàn)場不能足直管段要求的長度。
(3)使用誤差。①孔板彎曲變形②上游測量管沉積臟物③上游端面沉積臟物④孔板入口直角邊緣變鈍、破損⑤雷諾數(shù)范圍不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定⑥管道粗糙度影響(管道粗糙度
增加、管道粗糙度變化)。
2.1.2可膨脹性系數(shù)
可膨脹性系數(shù)是對流體通過節(jié)流件時密度發(fā)生變化而引起的流出系數(shù)變化的修正，它的誤差由兩部分組成:其-”為常用流量下可膨脹性系數(shù)的誤差，即標(biāo)準(zhǔn)確定值的誤差;其二為由于流量變化可膨脹性系數(shù)值將隨之波動帶來的誤差。一般在低靜壓高差壓情況，可膨脹性系數(shù)值有不可忽略的誤差。
2.2實(shí)測量誤差產(chǎn)生的原因
(1)測量管內(nèi)徑、孔板開孔直徑誤差產(chǎn)生的原因。對于這兩方面的數(shù)據(jù)測定，應(yīng)是一.種在嚴(yán)格的檢定條件下(人員、設(shè)備、方法、環(huán)境等符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn))，認(rèn)真按照有關(guān)檢定規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對新制造的或使用中的孔板及測量管進(jìn)行檢定時所允許的測量不確定度,但由于要考慮現(xiàn)場的實(shí)際工況條件，因此這種檢定要求忽略了如下一些影響因素:
①未對測量管內(nèi)徑、孔板開孔直徑實(shí)際工況條件下的溫度修正;
②現(xiàn)場配備的長度計(jì)量器具往往不能按期送檢，現(xiàn)場計(jì)量人員也未進(jìn)行長度計(jì)量測試方面的專業(yè)培訓(xùn);
③對在用中的測量管，幾乎都未考慮腐蝕、變形及積塵附著等對其實(shí)際內(nèi)徑產(chǎn)生的變化;
④由于測量管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，部分生產(chǎn)廠家目前只.選擇了分別距孔板上、下游端面的兩個截面進(jìn)行內(nèi)徑測量，并將平均值刻在銘牌上供用戶參考，一般的標(biāo)準(zhǔn)都要求至少測量4個截面。
這些因素導(dǎo)致了實(shí)際工況條件下孔板孔徑及測量管內(nèi)徑的測量不確定度往往會超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。
(2)天然氣流動時上游測的壓力、差壓、天然氣流動的熱力學(xué)溫度誤差產(chǎn)生的原因。這幾個變量，都屬于二次儀表測量數(shù)據(jù)，根據(jù)這些參數(shù)的產(chǎn)生和測量過程，誤差產(chǎn)生原因主要有以下幾個方面:①數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。對于差壓和壓力信號，正確的取壓孔及引壓管線的制造、安裝及使用是保證獲得真實(shí)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強(qiáng)制造及安裝的規(guī)范化工作才能達(dá)到目的。對于溫度數(shù)據(jù)而言，是否能夠真實(shí)地反映被測流體內(nèi)部的溫度是數(shù)據(jù)真實(shí)的關(guān)鍵，主要是感溫元件與(流的接觸是否良好，包括感溫頭的安裝位置、插入深度、方向以及表面的清潔程度等。②數(shù)據(jù)的測量與傳遞。儀表選型是否合適，安裝位置是否合理，運(yùn)行是否正常都是數(shù)據(jù)測量和傳遞過程中誤差產(chǎn)生的原因。.
(3)相對密度，天然氣壓縮因子誤差產(chǎn)生的原因。相對密度，天然氣壓縮因子都屬于氣體的物性參數(shù)，天然氣組成分析數(shù)據(jù)是用于物性參數(shù)計(jì)算，并通過物性參數(shù)間接影響流量計(jì)算結(jié)果。天然(物性參數(shù)測量的精度，取決于天然氣取樣技術(shù)。天然氣取樣技術(shù)是關(guān)系到所取樣品是否有代表性總是不但影響到天然氣組成分析結(jié)果，也影響到物性參數(shù)的測量結(jié)果。取樣技術(shù)由三個因素組成，即取樣點(diǎn)分布、樣方式和取樣周期。
3實(shí)際應(yīng)用中的控制措施
加強(qiáng)對重點(diǎn)設(shè)備的檢查維護(hù)和保養(yǎng)。(1)孔板。檢查內(nèi)容包括:①定期檢定:②上游端面無可見損傷;③上游邊緣無卷口，無毛邊，無目測可見的異�，F(xiàn)象當(dāng)孔板大于或等于M時，目測檢查，將孔板上游端面傾斜，用日光或人工光源射向直角入口邊緣，邊緣無反射光束;④下游邊緣無毛刺，劃痕和可見損傷:⑤定期排污和清洗。
(2)氣路。主要檢查從孔板閥到各個變送器的氣路是否有泄漏、堵塞等現(xiàn)象，氣路中是否有液體存在，主要是引壓管的接頭、三通、針形閥、放空閥以及三閥組等各個部位。
(3)二次儀表。在保證儀表選型和精度等級正確的基礎(chǔ)上，定期對儀表進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。主要包括:①定期檢定;
②檢查差壓變送器、壓力變送器的零點(diǎn)。
(4)流量計(jì)算機(jī)。主要是對流量計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)置及計(jì)算的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢察，主要有以下內(nèi)容:①通道的檢查;②參數(shù)設(shè)置的檢查;⑧計(jì)算精度的檢查�？赏ㄟ^一些簡便實(shí)用的流量計(jì)算軟件在相同條件下的計(jì)算值與流量計(jì)算機(jī)的計(jì)量值進(jìn)行對比，分別計(jì)算機(jī)組數(shù)據(jù)，觀察結(jié)果是否相近。
4結(jié)論
孔板流量計(jì)廣泛應(yīng)用于油田天然氣的交接計(jì)量，本文分析了影響孔板流量計(jì)計(jì)量精度的因素，認(rèn)為只有從設(shè)計(jì)、安裝、使用等方面都嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用孔板流量計(jì)計(jì)量然氣的精準(zhǔn)度將大大提高。
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