摘要：標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)在使用過程中出現(xiàn)的誤差,從計(jì)量?jī)x表誤差、使用條件變化差、氣質(zhì)條件誤差、計(jì)算系數(shù)誤差和其他因素引起的誤差5個(gè)方面，分析引起計(jì)量誤差的主要因素。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工孔板，正確安裝,合理選擇差壓量程.消除脈動(dòng)流，減小脈動(dòng)影響，合理解決超量、加強(qiáng)日常管理，對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理修正、量值溯源是確保天然氣計(jì)量精度的有效措施。同時(shí)也提出采用可換孔板節(jié)流裝置和定制節(jié)流裝置,擴(kuò)展量程范圍、推進(jìn)計(jì)量方式的自動(dòng)化智能化發(fā)展和采用專用流量計(jì)算機(jī)積算方案等方面的改進(jìn)措施，努力實(shí)現(xiàn)孔板流量計(jì)的最正確測(cè)量。
天然氣是一種高效、清潔燃料和優(yōu)質(zhì)化工原料。由于天然氣管道的迅速發(fā)展,要求對(duì)天然氣流量進(jìn)行更加正確的計(jì)量�？装逵�(jì)量方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、計(jì)量精度較高,成為我國天然氣流量最主要的計(jì)量方式,并在全國各大油氣田均有應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，石油天然氣行業(yè)采用孔板流量計(jì)作為貿(mào)易計(jì)量的約占95%以上。天然氣流量計(jì)量是天然氣生產(chǎn)和使用中必須解決的一個(gè)重要問題，在企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理中流量計(jì)量是一項(xiàng)日常進(jìn)行的重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。天然氣的正確計(jì)量不但能公平地進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算,而且能指導(dǎo)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
一、孔板流量計(jì)
1.孔板流量計(jì)的特征
孔板流量計(jì)的主要部件高級(jí)孔板閥(采用高級(jí)型閥式孔板節(jié)流裝置),主要用于差壓式流量計(jì)的信號(hào)的產(chǎn)生和傳輸,可實(shí)現(xiàn)在線更換孔板,不影響輸送介質(zhì),無附加管路;裝置內(nèi)有孔板安裝定位機(jī)構(gòu),標(biāo)定精度等級(jí)為0.5級(jí);該裝置設(shè)有上、下兩個(gè)密封腔,以及滑閥部件,無旁設(shè)附加管線,裝置上、下腔間的密封件采用全硬密封結(jié)構(gòu)，閥板和閥座采用22Cr堆焊硬質(zhì)合金,設(shè)有注入密封脂輔助結(jié)構(gòu),可以防止閥座、閥板密封面上污物的沉淀;采用法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板作為流量檢測(cè)元件。
孔板流量測(cè)量系統(tǒng)一般由節(jié)流裝置(標(biāo)準(zhǔn)孔板)、差壓變送器及數(shù)據(jù)處理器(開方積算器或計(jì)算機(jī))組成�？装辶髁坑�(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器(或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,它可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量,廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱供水等領(lǐng)域的過程控制和測(cè)量。節(jié)流裝置又稱為差壓式流量計(jì),是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成廣泛應(yīng)用于氣體.蒸汽和液體的流量測(cè)量.具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,性能穩(wěn)定。
2.孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)
孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固、易于復(fù)制、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉。最大優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化,只要按照國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO5167),國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T21446--2008)設(shè)計(jì)、制作、安裝,依據(jù)國家檢定規(guī)程(JJG640)進(jìn)行本體幾何尺寸和二次儀表檢定,就可以不經(jīng)實(shí)流標(biāo)定而直接投入使用。使用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)可以無需實(shí)流校準(zhǔn),通過測(cè)量孔板前后差壓,來確定流體流量,并可估算測(cè)量誤差,是目前所有流量計(jì)中唯一達(dá)此標(biāo)準(zhǔn)的,至今尚無任何其他流量計(jì)可與之相比。但沒有誤差的測(cè)量是沒有的,而且由于孔板流量計(jì)的測(cè)量方法是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，是經(jīng)國際上長(zhǎng)期大量深人細(xì)致研究及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出，所以只有與實(shí)驗(yàn)時(shí)的節(jié)流裝置幾何相似、流體動(dòng)力學(xué)相似,才可得到預(yù)期的測(cè)量精度。為了提高孔板流量計(jì)在天然氣計(jì)量的精度,分析和掌握測(cè)量裝置本身在使用過程中產(chǎn)生誤差的原因是計(jì)量工作一項(xiàng)重要工作。
二、造成天然氣計(jì)量誤差的原因
1.計(jì)量誤差來源
孔板流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)使用中還存在不少問題，現(xiàn)場(chǎng)使用條件的好壞惡劣,節(jié)流裝置與差壓變送器及其連接部分引壓管線孔板片就是出現(xiàn)誤差和使用維護(hù)的重點(diǎn)。天然氣從地層中開采出來后,雖經(jīng)分離、除塵和過濾,但節(jié)流裝置在使用中也受到不同程度的腐蝕,特別對(duì)孔板直角人口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的沖刷、腐蝕尤為嚴(yán)重，這將影響孔板直角入口邊緣半徑和測(cè)量管內(nèi)壁的相對(duì)粗糙的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，流出系數(shù)將發(fā)生變化,流量測(cè)量不確定度超出估計(jì)數(shù)。
2.計(jì)量?jī)x表誤差
采用孔板流量計(jì),對(duì)孔板加工的技術(shù)要求是十分嚴(yán)格的,---定要符合GB2624-1981或SY/T6143-2003(用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定,否則，會(huì)給天然氣流量測(cè)量結(jié)果帶來很大的誤差。孔板的偏心和彎曲是孔板的制造安裝和使用中影響計(jì)量?jī)x表精度的主要因素。
(1)孔板安裝。盡管安裝規(guī)范一般都能夠掌握,但有些細(xì)節(jié)往往沒有引起重視，導(dǎo)致較大的計(jì)量誤差。如:密封墊片內(nèi)孔未按環(huán)室尺寸加工，墊片伸出環(huán)室，干擾流體穩(wěn)定流動(dòng):導(dǎo)壓管走向不合理,差壓無法順順利傳導(dǎo);平衡器不水平,直接產(chǎn)生計(jì)量誤差等。
(2)孔板偏心和β的不確定度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，孔板應(yīng)與節(jié)流裝置中的直管段對(duì)中。-.般說來,孔徑比β值越高,偏心率對(duì)測(cè):量精度影響越大。β=d/D,d為孔板開孔直徑,D為管道內(nèi)徑。
(3)孔板彎曲。節(jié)流裝置中伸入管內(nèi)的墊片、焊縫等也會(huì)引起測(cè)量誤差,誤差大小與突出物位置、孔板與突出物的距離以及突出量等有關(guān)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)p=0.7,突出物位于孔板上游管徑2倍時(shí),產(chǎn)生誤差最大;若突出物位于孔板上游處,誤差為16%-50%。若位于下游,則對(duì)計(jì)量精度的影響相對(duì)較小。
3.孔板流量計(jì)的軟件問題產(chǎn)生的誤差
采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量，其流量值與天然氣組分、差壓、壓力、溫度等有關(guān)。實(shí)際運(yùn)行流量值偏離設(shè)計(jì)流量值,這是現(xiàn)場(chǎng)最常見也是我們最關(guān)心的問題。在多數(shù)情況下,設(shè)計(jì)流量值定的都比較高.但實(shí)際運(yùn)行流量值較低,簡(jiǎn)要分析其原因主要有3個(gè)原因。
(1)差壓變送器的可靠度是按引用誤差計(jì)量的。差壓計(jì)的誤差分布:若系統(tǒng)在50%以下運(yùn)行，差壓計(jì)的相對(duì)誤差在+1%~-+6%,對(duì)流量的影響+1%~+3%。同時(shí)由于雷諾數(shù)是流量值的函數(shù),流量值偏離必定引起雷諾數(shù)的變化,這樣必然引起流出系數(shù)的變化。這些影響集中在一起，從而產(chǎn)生實(shí)際運(yùn)行流量值偏離設(shè)計(jì)值。
(2)介質(zhì)溫度壓力偏離設(shè)計(jì)值在節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),對(duì)介質(zhì)流體(包括氣體和液體)流量是設(shè)計(jì)工況下的質(zhì)量流量,這特定條件包括的參數(shù)很多,主要是溫度和壓力參數(shù)。在這特定的條件(溫度、壓力等)下介質(zhì)流體的密度是--定的，如果在實(shí)際運(yùn)行時(shí)介質(zhì)流體的溫度、壓力等主要參數(shù)值偏離設(shè)計(jì)值,介質(zhì)流體的密度必然也會(huì)改變。而介質(zhì)流體的密度改變,對(duì)流量值的影響是很直觀的。
(3)為了工藝操作的方便,儀表指示值給出的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量,這是根據(jù)介質(zhì)流體的密度換算出來的。而介質(zhì)流體的密度改變使其換算關(guān)系也改變。兩種影響都會(huì)引起節(jié)流裝置測(cè)量時(shí)的實(shí)際運(yùn)行流量值偏離設(shè)計(jì)值。
4.孔板流量計(jì)硬件的問題產(chǎn)生的計(jì)量數(shù)據(jù)誤差
孔板開孔不合適加工尺寸不符合設(shè)計(jì)要求。3閥組中的平衡閥關(guān)不嚴(yán),有少量的泄漏致使氣體在引壓管中流動(dòng),減少了進(jìn)變送器的差壓信號(hào)使儀表輸出偏低。檢查方法是將3閥組中的高低壓閥關(guān)閉。如果平衡閥有漏,則輸出會(huì)不停的緩慢下降,直至為零,否則儀表輸出應(yīng)不變。安裝不安造成的誤差。例如管線布置的偏離,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(chǎng)不能滿足直管段要求的長(zhǎng)度;孔板倒裝使流量計(jì)示值下降。儀表本身產(chǎn)生的誤差。例如孔板入口直角銳利度;孔板厚度誤差;節(jié)流件附件產(chǎn)生臺(tái)階.偏心;孔板上游端面平度;環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺(tái)階、偏心;取壓位置;焊接、焊縫突出;取壓孔加工不規(guī)范或堵塞;節(jié)流件不同軸度。其他誤差。運(yùn)銷處天然氣輸氣工區(qū)最常見的誤差例如孔板彎曲(變形);上游測(cè)量管、上游端面沉積臟物;孔板人口直角邊緣變鈍破損;孔板被劃傷.密封圈損壞.長(zhǎng)期使用管道腐蝕,這些硬件問題要相對(duì)容易發(fā)現(xiàn)和糾正,針對(duì)硬件問題天然氣輸氣工區(qū)制定了保養(yǎng)孔板的有效措施:定期對(duì)孔板進(jìn)行檢查,維護(hù)保養(yǎng),加注密封脂,及時(shí)更換相應(yīng)部件。
5.差壓變送器的問題
差壓變送器高低壓導(dǎo)管接反�，F(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)為差壓變送器的輸出不上升反而變?yōu)榱阆?可用以下兩種方法:一是改變檢測(cè)部件和傳送部件的相對(duì)位置和導(dǎo)壓管接口;二是改變正反作用接片位置。儀表引壓管堵塞,引起流量計(jì)儀表輸出變化緩慢,甚至不變。天然氣內(nèi)含有固體懸浮顆�；蛴臀�,時(shí)間久了,有的還會(huì)固化,引起引壓管堵塞,使測(cè)量無法正常進(jìn)行。例如差壓變送器引壓管冬季凍堵(濕氣),引起計(jì)量不正確,天然氣輸氣站針對(duì)這點(diǎn),增設(shè)了電伴熱,保溫措施，定期排污。
6.使用條件變化引起的誤差
這種誤差主要是由脈動(dòng)流現(xiàn)象和超量程、流程頻繁波動(dòng)問題引起的。管道中氣體流速和壓力發(fā)生突然變化,造成脈動(dòng)流,引起差壓波動(dòng)，當(dāng)節(jié)流裝置上出現(xiàn)明顯的脈動(dòng)流時(shí),計(jì)量可能產(chǎn)生較大誤差,有關(guān)文獻(xiàn)指出脈動(dòng)流引起的誤差最大可達(dá)20%~30%。當(dāng)前.輸氣干線脈動(dòng)主要來源:天然氣氣井為氣水同產(chǎn),這些井的計(jì)量差壓均發(fā)生波動(dòng);長(zhǎng)輸管道或氣田管道積液造成差壓波動(dòng);氣井之間的壓力干擾造成差壓波動(dòng);由于小用戶用氣不均衡，氣量瞬間發(fā)生急劇變化，供氣閥突開或突關(guān)都會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。
7.氣質(zhì)條件引起的誤差
(1)天然氣中的雜質(zhì)。天然氣從地層中采出來,雖然經(jīng)過分離、除塵或過濾.但由于處理不徹底或集氣管網(wǎng)和輸氣干線內(nèi)腐蝕物的影響,使得天然氣中混有少量的液體或固體雜質(zhì),這些雜質(zhì)易聚集在孔板截面收縮、流速突變的孔口銳邊上，而孔板流量計(jì)對(duì)孔板銳邊、截面及流線的變化非常的敏感。此外,天然氣中的雜質(zhì)還會(huì)對(duì)孔板產(chǎn)生沖刷和腐蝕，特別是對(duì)孔板直角人口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的沖刷腐蝕特別嚴(yán)重，這將影響到孔板直角人口邊緣圓弧半徑和測(cè)量管內(nèi)壁相對(duì)粗糙的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，孔板流出系數(shù)也將發(fā)生變化,使測(cè)量精度達(dá)不到要求。所以.要經(jīng)常對(duì)孔板進(jìn)行清洗,使之保持干凈、平衡的橫截面。
(2)天然氣的含水量。天然氣的含水量也對(duì)天然氣計(jì)量精度有著很大的影響。用注水后的孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量得到了2個(gè)結(jié)果。①孔板流量計(jì)測(cè)量氣體流量,當(dāng)氣體中央帶少量液體時(shí),流量測(cè)量不確定度偏高,測(cè)量的濕氣流量隨β的增加而減少,在β比為0.7時(shí),測(cè)得的流量偏差為-1.7%。②夾帶少量液體時(shí),在β比為0.5時(shí)表明孔板性能較好,但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出.以獲得計(jì)量性能。
8.計(jì)量系數(shù)引起的誤差
(1)流出系數(shù)C對(duì)計(jì)量精度的影響流出系數(shù)C是在上游直管段充分長(zhǎng)的試驗(yàn)條件下，并且孔板節(jié)流裝置在滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)下進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定才有效。當(dāng)R較小時(shí).流出系數(shù)會(huì)變大,當(dāng)R較大時(shí),流出系數(shù)會(huì)變小。流出系數(shù)C隨流量的增大而減小，實(shí)際流量越小于刻度流量,流出系數(shù)C引起的流量誤差則越大�？装辶髁坑�(jì)的流出系數(shù)C不是一個(gè)定值,它隨R的變化而變化,但是當(dāng)R增大到某-數(shù)值時(shí),變化量減小。對(duì)于法蘭取壓,R應(yīng)該在106以上,對(duì)于角接取壓,R應(yīng)在2x105以上。
(2)可膨脹系數(shù)ε對(duì)流量計(jì)量的影響。ε是因氣體流經(jīng)孔板時(shí)密度產(chǎn)生變化而引人的修正系數(shù)，這是流量誤差的一一個(gè)重要來源。當(dāng)天然氣流量低于設(shè)計(jì)流量時(shí),實(shí)際的8低于設(shè)計(jì)的e,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小;反之,測(cè)量結(jié)果偏大。當(dāng)實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量-致,而靜壓P1低于設(shè)計(jì)壓力,實(shí)際的ε小于設(shè)計(jì)的ε,使流量測(cè)量偏大,反之偏小。
(3)天然氣壓縮因子對(duì)流量計(jì)量的影響。流量計(jì)量結(jié)果是以工作狀態(tài)下的流量形式給出,由于各地工況不同,需將流量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)--標(biāo)準(zhǔn)下的氣體流量。在壓力不高、溫度不低的情況下,可以按照理想氣體方程進(jìn)行體積流量換算。然而,實(shí)際氣體和理想氣體總有一定差別，尤其是在管道壓力較大或是溫度變化較大的情況下,氣體并不遵循理想氣體狀態(tài)方程。天然氣壓縮系數(shù)的求解有卡茨曲線圖求解法9.
9.其他原因引起的誤差
其他誤差因素有:管道泄漏、人為破壞.管理不嚴(yán)、不合理的積算和取值方法、計(jì)量工況偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件。積算方法本身不合理,對(duì)溫度、壓力、氣體組成的變化沒有自動(dòng)補(bǔ)償以及突發(fā)事件等毫無疑問也是引起天然氣計(jì)量誤差的原因。特別是管道泄露引起的誤差相當(dāng)大。例如節(jié)流裝置前后的差壓--般都很小(有的僅為6kPa-60kPa),管道壓力往往是它的幾十倍,如發(fā)生導(dǎo)壓管泄漏或堵塞,不僅給計(jì)量帶來誤差,而且會(huì)損壞差壓變送器。
三、相關(guān)的改進(jìn)措施及預(yù)防辦法
1.嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工孔板合理選擇差壓量程
嚴(yán)格按照GB2624-1981或SYT6143-2003標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定加工孔板�？装骞�(jié)流裝置在使用前的安裝中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì),根據(jù)孔板前阻力件形式.配接足夠長(zhǎng)度的直管段,至少應(yīng)選孔板前30D。當(dāng)場(chǎng)地不允許時(shí),必須在孔板前的直管段上安裝整流器。孔板人口端面必須與管道線垂直,其偏差應(yīng)≤1°。安裝時(shí)孔板嚴(yán)禁反向。要正確使用和選擇壓差計(jì),當(dāng)壓差計(jì)工作量程在30%以下時(shí)，必須及時(shí)更換壓差計(jì)的量程或孔板規(guī)格。法蘭取壓β值應(yīng)在0.2-0.75,角接取壓β值應(yīng)在0.4~0.6。
2.對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理修正和管理
在日常生產(chǎn)中應(yīng)定期對(duì)孔板進(jìn)行清潔、維修或撤換并且對(duì)測(cè)量:流量進(jìn)行修正。在孔板流量計(jì)日常使用過程中,要確保正確的計(jì)量,還應(yīng)至少每月一次清洗檢測(cè)孔板、檢查儀表零點(diǎn).儀表轉(zhuǎn)換通道、核對(duì)流量計(jì)算程序,對(duì)有坑蝕及劃痕的孔板應(yīng)及時(shí)更換。加強(qiáng)職工的計(jì)量業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平和發(fā)現(xiàn)故障、解決問題的能力。做好系統(tǒng)的檢修.維護(hù)、保養(yǎng)工作,延長(zhǎng)其使用壽命。建立健全各級(jí)計(jì)量管理責(zé)任制度,標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具周期送檢和維護(hù)制度,工作儀表檢驗(yàn)、調(diào)校和維修制度,計(jì)量設(shè)備和計(jì)量?jī)x表的資料檔案管理制度等。每月至少清洗檢測(cè)1次孔板,檢查儀表零點(diǎn)、儀表D/A轉(zhuǎn)換通道,核對(duì)流量計(jì)算程序,對(duì)有坑蝕及劃痕的孔板應(yīng)及時(shí)更換,加強(qiáng)對(duì)天然氣生產(chǎn)情況的監(jiān)測(cè),及時(shí)消除誤差。從節(jié)流裝置不確定度的計(jì)算公式可以看出,天然氣的壓力、密度、溫度和壓縮系數(shù)的變化將直接影響到測(cè)量的精度,因此,應(yīng)該選擇合適的儀表來測(cè)量天然氣的壓力、密度、溫度等特性參數(shù)。在天然氣物性參數(shù)波動(dòng)時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行修正,最好做到時(shí)時(shí)測(cè)量,時(shí)時(shí)修正。同時(shí),應(yīng)加強(qiáng)巡視檢查,定期排污,防止管道泄漏此類情況發(fā)生。
3.量值溯源,量值溯源是確保天然氣計(jì)量精度的有效措施。
(1)當(dāng)孔板節(jié)流裝置的--次裝置設(shè)計(jì)、制造、安裝檢驗(yàn)和使用完全符合SY/T6143-1996標(biāo)準(zhǔn)中1-7章的全部技術(shù)要求時(shí),即可達(dá)到幾何和流體力學(xué)相似,在此基礎(chǔ).上可以執(zhí)行單參數(shù)溯源，節(jié)流裝置部分用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行幾何尺寸干檢,壓力、溫度時(shí)間或氣樣分析用各自的標(biāo)準(zhǔn)器具或標(biāo)準(zhǔn)樣氣進(jìn)行檢驗(yàn),并將標(biāo)準(zhǔn)器與國家基準(zhǔn)建立溯源鏈。
(2)對(duì)用于貿(mào)易計(jì)量的孔板流量計(jì)量裝置,建議流量計(jì)投人使用前或使用一段時(shí)間后,進(jìn)行實(shí)流檢定或校準(zhǔn),以保證--次儀表的精度。
(3)天然氣組成分析應(yīng)采用GB/T13610--2014規(guī)定的方法進(jìn)行,標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)選擇經(jīng)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局考核合格的、有合格證并標(biāo)有不確定度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體精度應(yīng)不低于2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣體(2%)。在條件許可的條件下,應(yīng)開展天然氣在線組成分析和物性參數(shù)的在線測(cè)定。
4.采用可換孔板節(jié)流裝置和定制節(jié)流裝置
可換孔板節(jié)流裝置可以在不拆動(dòng)管道或不停輸情況下,方便提升孔板進(jìn)行檢查.清洗或更換,保證計(jì)量正確。孔板流量計(jì)測(cè)量范圍一般為3.5:1,而實(shí)際工況并不都在此范圍,--日超過測(cè)量范圍,必將引起測(cè)量誤差。如果采用定值節(jié)流裝置與寬量程差壓變送器、智能流量積算儀或流量計(jì)算機(jī)配套使用,就能方便的實(shí)現(xiàn)量程的擴(kuò)展,從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)差壓流量計(jì)的智能化。同時(shí)，采用定值節(jié)流裝置有利于產(chǎn)品批量生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本�？蓳Q孔板節(jié)流裝置和定值孔板相配套,將實(shí)現(xiàn)節(jié)流裝置產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于提高節(jié)流裝置計(jì)量的精度。
5.推進(jìn)計(jì)量方式的自動(dòng)化智能化發(fā)展
隨著微傳感器和微計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，天然氣計(jì)量已逐步向在線、實(shí)時(shí)、智能靠近,改進(jìn)傳感器技術(shù)來提高天然氣計(jì)量精度非常有效,將測(cè)量傳感器和采集、儲(chǔ)存及傳輸數(shù)據(jù)用電子元件都集于一個(gè)模件的集成系統(tǒng)將成為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng),體積更小,功能更強(qiáng),價(jià)格更便宜。隨著天然氣輸送管線的不斷改進(jìn),現(xiàn)有的氣體測(cè)量技術(shù)應(yīng)得到改進(jìn)。
6.采用專用流量計(jì)算機(jī)的積算方案
專用積算方案采用現(xiàn)代數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)，可按用戶的要求進(jìn)行各種流量(體積流量和質(zhì)量流量)的精確計(jì)算,自動(dòng)連續(xù)地對(duì)流量進(jìn)行全補(bǔ)償或部分補(bǔ)償，只要將流量方程中各個(gè)系數(shù)的公式按--定的要求編程,就可達(dá)到精確積算流量的目的
7.安裝方面
(1)保證直管段長(zhǎng)度:GB/T21446--2008嚴(yán)格規(guī)定要根據(jù)孔板前阻力件形式要求最短直管段長(zhǎng)度。實(shí)際工作中由于輸氣工藝等原因,在計(jì)量裝置上游往往有許多彎頭等阻流件,因此由直管段長(zhǎng)度不夠引起的計(jì)量誤差很常見,所以安裝時(shí)必須注意。當(dāng)場(chǎng)地不允許時(shí),應(yīng)在孔板前直管段上安裝整流器。例如公司漢安線已設(shè)計(jì)加裝整流器。
(2)保證流體的流動(dòng)狀態(tài):流出系數(shù)的誤差是影響孔板流量計(jì)精度的一個(gè)最重要因素，而標(biāo)準(zhǔn)中給出的流出系數(shù)的不確定度是在完全按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用情況下即達(dá)到幾何形狀相似和流體動(dòng)力學(xué)相似下的估計(jì)值。而這兩個(gè)相似條件綜合體現(xiàn)在孔板上游充分發(fā)展的速度分布及沒有旋渦和脈動(dòng)流狀態(tài)，而實(shí)際工作中遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這一-水平，尤其壓力波動(dòng)范圍寬時(shí)。消除脈動(dòng)流的方法有:搞好清管、分離吹掃工作,清除管道中的積液，可在管道最低處安裝分液器;在滿足計(jì)量能力條件下,減小管道直徑,提高差壓;控制孔板下游閥廣];采用短引壓管線,減少管線中的阻力件,并使上下游管線長(zhǎng)度相等,減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅增加;安裝脈動(dòng)衰減器。
8.使用、維護(hù)方面
嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用、維護(hù),其中孔板與差壓變送器及連接部分引壓管線是使用、維護(hù)的重點(diǎn)。工作中常遇到不易發(fā)現(xiàn)的問題分析及解決方法如下。
(1)當(dāng)孔板損傷或入口銳利度改變,會(huì)使孔板上下游產(chǎn)生的差壓減少,這時(shí)流量計(jì)計(jì)算結(jié)果比實(shí)際流量偏小，即流出系數(shù)發(fā)生變化,測(cè)量不確定度將超過標(biāo)準(zhǔn)給出的估算值。解決方法:①按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)流出系數(shù)進(jìn)行修正或更換孔板，此時(shí)新孔板的直徑比應(yīng)略大于舊孔板;②若暫無新孔板更換,應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)流出系數(shù)C進(jìn)行孔板銳利度修正。
(2)孔板變形時(shí),應(yīng)更換,新孔板的直徑比應(yīng)小于舊孔板。(3)使用中的節(jié)流裝置應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21446--2008要求定期清洗、檢查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量直管段內(nèi)表壁有明顯沖刷、腐蝕、結(jié)垢時(shí)應(yīng)及時(shí)更換新的測(cè)量管段,否則一般情況下會(huì)使孔板流量計(jì)計(jì)量偏低。若暫無新測(cè)量管更換,應(yīng)對(duì)流出系數(shù)C按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行粗糙度修正。
(4)為防止取壓開關(guān)對(duì)差壓信號(hào)的節(jié)流,應(yīng)將針型閥取壓開關(guān)改為與導(dǎo)壓管相同通徑的球型閥。
(5)壓力變送器、差壓變送器精度要求優(yōu)于1級(jí),將使用范圍控制在量程的1/4~3/4，并盡量使工作點(diǎn)附近示值誤差最小。當(dāng)差壓變送器工作在量程的20%以下時(shí),應(yīng)改變差壓變送器量程或更換孔板。
(6)儀表嚴(yán)格周期檢定。注意儀表零位漂移,定期校準(zhǔn),采用零位漂移小的儀表;為防止靜壓誤差，采用靜壓誤差小的變送器,如EJA變送器。
(7)孔板上下游應(yīng)使用零泄漏軌道球閥。
(8)操作人員要做好系統(tǒng)檢修,注意平衡閥內(nèi)漏及導(dǎo)壓管漏氣.堵塞問題。
四、結(jié)語
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)天然氣輸氣場(chǎng)站孔板流量計(jì)計(jì)量的正確性，盡可能的減少誤差,首先要加強(qiáng)管理提高人員素質(zhì)。孔板流量計(jì)易于偏離標(biāo)準(zhǔn)的原因在于儀表本身的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，儀器自身誤差是制造時(shí)產(chǎn)生的，安裝和使用誤差則是在安裝時(shí)或長(zhǎng)期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕、磨損等造成的。因此,應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)要求安裝流量計(jì)量系統(tǒng),消除安裝誤差。在使用過程中，操作人員應(yīng)做好系統(tǒng)的檢修.維護(hù)保養(yǎng)工作.延長(zhǎng)其使用壽命，減少計(jì)量誤差。其次測(cè)量?jī)x表的正確選用也很重要。測(cè)量?jī)x表應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，當(dāng)流量變化范圍大時(shí)要考慮用寬量程智能差壓變送器(天然氣輸氣工區(qū)現(xiàn)用的都是智能差壓變送器)。保證儀表能夠穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行,這就是分析探討的目的所在。
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