摘要:標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計是一種成熟的流量計，在多年的試驗和使用過程中積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，以其耐高壓，安裝使用維護方便等諸多優(yōu)點在我國天然氣計量中占有主導(dǎo)地位。本文就孔板流量計的在應(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)場實際情況，提出了控制措施。
天然氣交接計量中孔板流量計廣泛應(yīng)用，在天然氣計量中占有主導(dǎo)地位，其最主要的優(yōu)點是耐高壓，安裝使用維方便，對介質(zhì)潔凈程度的要求也不高，可與電子儀表和機械儀表單獨配套，是一種成熟的流量計。但是，由于組成測量系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)較多，影響孔板計量精度的因素很多，現(xiàn)就孔板流量計的誤差來源加以分析，并針對誤差來源，在實際應(yīng)用中采取相應(yīng)措施，以提高計量精度。
1孔板流量計的原理
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計由截流裝置，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天然氣計量誤差產(chǎn)生的原因分析
2.1統(tǒng)計量的誤差分析
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、孔板開孔直徑實際工況條件下的溫度修正;
②現(xiàn)場配備的長度計量器具往往不能按期送檢，現(xiàn)場計量人員也未進行長度計量測試方面的專業(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，是否能夠真實地反映被測流體內(nèi)部的溫度是數(shù)據(jù)真實的關(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)計算，并通過物性參數(shù)間接影響流量計算結(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，即取樣點分布、樣方式和取樣周期。
3實際應(yīng)用中的控制措施
加強對重點設(shè)備的檢查維護和保養(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，定期對儀表進行維護和保養(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。
(4)流量計算機。主要是對流量計算機的數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)置及計算的準(zhǔn)確性進行檢察，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計算精度的檢查�？赏ㄟ^一些簡便實用的流量計算軟件在相同條件下的計算值與流量計算機的計量值進行對比，分別計算機組數(shù)據(jù)，觀察結(jié)果是否相近。
4結(jié)論
孔板流量計廣泛應(yīng)用于油田天然氣的交接計量，本文分析了影響孔板流量計計量精度的因素，認(rèn)為只有從設(shè)計、安裝、使用等方面都嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用孔板流量計計量然氣的精準(zhǔn)度將大大提高。
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