[摘(zhāi)要]論述了流過(guò)天然氣孔闆流(liú)量計 的天(tiān)然氣(qì)從淩态偏離定(dìng)常流的那一刻(kè)起,計(jì)量值就開(kāi)始逐(zhú)漸偏小,造(zào)成計量負(fù)偏差(chà),并且随着天然(rán)氣流态偏離定常流(liú)程度越大(dà),這種(zhǒng)計量(liàng)負偏(piān)差也随(suí)之(zhī)增大(dà)。從而推導出在(zài)影響天(tiān)然氣計(jì)量的因素(sù)裏,無(wú)論是管(guǎn)路中存在阻流件還是其組(zǔ)合,導緻的(de)結果(guǒ)必然(rán)是流(liú)體流(liú)态(tài)偏離定(dìng)常流,從而(ér)造成(chéng)天然氣計量值(zhí)出現負(fù)偏差。阻流件(jiàn)種類(lèi)和組(zǔ)合形式隻是通(tōng)過影響天然氣(qì)流态影響 孔闆(pǎn)流量(liàng)計 計(jì)量。因此造成的(de)最終(zhōng)結果(guǒ)都是(shì)使孔(kǒng)闆流量計計量(liàng)值偏小,隻(zhī)是程(chéng)度不同(tóng)。還提出(chū)了現(xiàn)場确定孔(kǒng)闆(pǎn)流量計(jì)流态(tài)偏離的(de)方法。
0.引(yǐn)言
　　在天然氣計(jì)量過程中存在(zài)着很多影(yǐng)響因素，氣體的流動(dòng)狀态(tài)是(shì)其(qí)中(zhōng)很(hěn)重要的一個方(fāng)面。天(tiān)然(rán)氣(qì)孔闆計量(liàng)要求流過(guò)孔闆流量(liàng)計的(de)流體是穩定發(fā)展的(de)定(dìng)常流,然而在現(xiàn)實條件(jiàn)下,往往有(yǒu)很多(duō)偏離定常(cháng)流态(tài)的情況存在(zài)，因(yīn)此準确确定流(liú)态對天(tiān)然(rán)氣計(jì)量的影響有着極其(qí)重要的意(yì)義，是天然(rán)氣準确計量(liàng)的前提(tí)和保證。
1.流體流(liú)态對天然氣孔闆流(liú)上計的影(yǐng)響
　　定常(cháng)流是指流動參數(shù)不随時間變化(huà)的流(liú)動，在流體力學(xué)中将流(liú)體流動(dòng)狀态大緻(zhì)分爲(wèi)6種,這6種流動狀态對(duì)天(tiān)然氣計量會造成什麽(me)影響，是我(wǒ)們非(fēi)常關心的一(yī)個問題(tí)。

圖1是(shì)典型(xíng)的流體流動狀(zhuàng)态圖，圖中(zhōng):a爲速度恒定,代(dài)表定常流;b爲速(sù)度作(zuò)小(xiǎo)幅(fú)變化,可近似爲(wèi)定常(cháng)流;e爲(wèi)周(zhōu)期性諧波脈動流(正弦(xián)波);d爲周期(qī)性非諧波脈動流(生(shēng)理波);e爲非(fēi)周期(qī)性脈動流(衰減(jiǎn)波);f爲(wèi)随(suí)機(jī)流動(dòng)(湍流)。
　　隻(zhī)有a符合(hé)計量要求,其(qí)餘(yú)的5種情況(kuàng)都不符合要(yào)求。實際中發現(xiàn)當(dāng)流态脫離a流(liú)态(tài)(定常流)時(shí)，天然氣(qì)計(jì)量值偏(piān)小,其偏(piān)小程度(dù)随(suí)着流(liú)态偏(piān)離(lí)定(dìng)常流程度的增(zēng)大而(ér)增大，也就是圖1中,流态由a發展(zhǎn)到f,孔闆(pǎn)流(liú)量計(jì)計景(jǐng)值負(fù)偏差(chà)越來越(yuè)大(dà),天然(rán)氣流量誤(wù)差呈(chéng)線性(xìng)增(zēng)大(dà)。當然(rán),現實(shí)情(qíng)況中,往(wǎng)往是多種流态共同作用，很難(nán)準确确(què)定(dìng)其(qí)補償量。但是(shì)通過(guò)對比實驗,很容易确定(dìng)其(qí)最終(zhōng)偏小幅(fú)度(dù)。天然(rán)氣流動(dòng)狀态從(cóng)a發展(zhǎn)到f,其(qí)誤差由0起(qǐ)步,最(zuì)高可(kě)以達到12% ,甚(shèn)至更高。
　　國(guó)際上根據(jù)已有的實驗數(shù)據證明，在流體流态沒(méi)有發展到定常流的情(qíng)況下,天然(rán)氣計(jì)量值(zhí)總是偏小(xiǎo)，這一點與實際(jì)觀察到的(de)現象(xiàng)是相(xiàng)符的(de)。事實(shí)上，随(suí)着(zhe)流(liú)态偏(piān)離定常流狀态(tài)越遠(yuǎn),天然氣計最值偏差(chà)就越大,這(zhè)一認識是(shì)基于(yú)國際上的(de)實驗(yàn)數據(jù)和現(xiàn)場流量(liàng)計(jì)量中計量數據對比(bǐ)流态(tài)得出的。

　　表(biǎo)1中數(shù)據來源于(yú)實流計(jì)量系(xì)統(tǒng),可以看(kàn)出,天然氣流态在脫離(lí)定常流(liú)态的情(qíng)況(kuàng)下,天然氣計(jì)量值(zhí)總是偏小(xiǎo),并且(qiě)流(liú)态(tài)偏離定常流(liú)越遠,計(jì)量值偏小(xiǎo)程度(dù)越大(dà)。實際中,天(tiān)然氣流量(liàng)在發生流态偏(piān)離時(shí)，誤差(chà)可達(dá)到2%~12%(事(shì)實上(shàng)應該是0~12% ,但由(yóu)于(yú)在(zài)低誤差(chà)下,影響(xiǎng)因素較(jiào)多,需要(yào)準(zhǔn)确确(què)定)。實際(jì)中發現(xiàn),當阻流件從孔(kǒng)闆前(qián)10d延長(zhǎng)到45d,發(fā)生流态偏移(yí)時,所造成的(de)計量(liàng)偏差沒(méi)有明顯減小。這說明當(dāng)發(fā)生流态偏移(yí)時,影(yǐng)響(xiǎng)距(jù)離是(shì)非常深遠(yuǎn)的，特(tè)别是當(dāng)發生流态偏移程度較大時(shí),這種影響(xiǎng)就更遠。在(zài)不整(zhěng)流的(de)情況下，僅(jǐn)僅是延長(zhǎng)幾十(shí)d甚至100d以上的直(zhí)管段(duàn),效果(guǒ)并不(bú)明顯,對消除流(liú)體流(liú)态偏(piān)移(脈(mò)動流(liú))的(de)方法須(xū)要進一(yī)步研究。
　　歐(ōu)美制定了api+nei 試(shì)驗計劃,并通過(guò)十多(duō)年的孔闆(pǎn)流量(liàng)計試(shì)驗研(yán)究，建立(lì)了16376個數(shù)據點的api +eec數據庫(kù),在此(cǐ)基礎上(shàng)修(xiū)訂了新(xīn)的(de)計量(liàng)标準。這些數據(jù)表明在流(liú)态不能發展到定常(cháng)流的狀(zhuàng)況下(xià)，天(tiān)然氣計(jì)量(liàng)值總(zǒng)是偏小(xiǎo)的，這一(yī)結論與實流觀(guān)察到的情況是一緻的。
2.阻流件(jiàn)對流(liú)态(tài)及(jí)流态(tài)對孔闆(pǎn)流量計(jì)的影(yǐng)響作(zuò).用
　　阻(zǔ)流件通過影響(xiǎng)天然氣流态影響天(tiān)然氣(qì)孔闆流量計,國(guó)際上和實流觀察到(dào)的情況都是使計量值偏小。從這一(yī)點重(zhòng)新認(rèn)識,可(kě)以發現,阻(zǔ)流件(jiàn)不論以何(hé)種形(xíng)式進行組(zǔ)合,導(dǎo)緻(zhì)的結果(guǒ)必然是使(shǐ)流體流動偏離定常(cháng)流态(tài),從而産生(shēng)計最誤差,因此(cǐ)這種誤(wù)差(chà)總(zǒng)是(shì)偏小，隻是阻流件的形式不同(tóng)，影響(xiǎng)程度也不(bú)同。但(dàn)并不是隻(zhī)要存(cún)在(zài)阻流件(jiàn)就會出(chū)現偏離(lí)流态的情況,需(xū)要各(gè)種工況達(dá)到條件(jiàn)才(cái)會産生影響，在(zài)小流(liú)量下阻(zǔ)流(liú)件并不影響計量;在(zài)大流量下就可(kě)能對(duì)流态造成(chéng)影響，進(jìn)而影(yǐng)響(xiǎng)計量。在節流降壓小的情況下(xià),不影響計量;節流降壓大(dà)的情(qíng)況下，就可能造(zào)成流态(tài)偏移，表現爲(wèi)每種阻流(liú)件都有一(yī)定的(de)适用條件(在該(gāi)條件下(xià)不産生流态偏離(lí)),在超出其正(zhèng)常(cháng)适用條件時即會發(fā)生流态偏(piān)移,産(chǎn)生脈動流,影(yǐng)響(xiǎng)計量(liàng)。
　　流體(tǐ)流态通過影(yǐng)響孔闆(pǎn)流量計差壓測(cè)量儀表，進而影(yǐng)晌天(tiān)然氣流(liú)量。因此,差壓儀表(biǎo)對天然氣(qì)流體流動(dòng)狀态(tài)是非(fēi)常敏(mǐn)感的。在流(liú)體偏離定(dìng)常流态時(shí),差(chà)壓(yā)顯示(shì)儀表會(huì)産生波(bō)動,并且這種波動(dòng)會(huì)随着流體(tǐ)偏離定常(cháng)流(liú)态(tài)的程度增大而(ér)增大(dà),天然(rán)氣量(liàng)誤差(chà)也會随之(zhī)同步增大。實際中發(fā)現差壓波動時(shí),真實(shí)流量爲其在最(zuì)大值(zhí)時的流(liú)量。計量(liàng)系統計算得出(chū)的往往是高低值中(zhōng)間的中間(jiān)值。因此,在流體流态偏(piān)離(lí)定常(cháng)流時,這種(zhǒng)偏差甚至能達到12%以(yǐ)上,孔闆流(liú)量計(jì)達不到精度要(yào)求。
實際中(zhōng)可以(yǐ)從以(yǐ)下方面确(què)定流(liú)體流态偏離定(dìng)常流态:
(1)從(cóng)差壓儀表示值看是(shì)否偏離，這(zhè)是(shì)最直觀(guān)的判(pàn)斷方法,流體流(liú)态的(de)變化情況(kuàng)直接反映(yìng)在差(chà)壓波動上(shàng),差壓(yā)波(bō)動(dòng)超過2%,就應(yīng)該進行檢查。
(2)看(kàn)計量直管段前(qián)是否存在(zài)阻流件,特(tè)别是節流(liú)件,存在阻流件(jiàn)時就應(yīng)該引起注意(yì),要對(duì)其進(jìn)行論證和(hé)觀察(chá)。
(3)聽氣(qì)流(liú)流(liú)過的(de)聲音(yīn)是(shì)否(fǒu)穩定(dìng)。
(4)通過理論(lùn)驗算(suàn)與建立(lì)對比流量測量裝置,比(bǐ)對準(zhǔn)确确(què)定流(liú)體偏(piān)離(lí)流态計量問題(tí)。
3.結(jié)束語(yǔ)
　　流體流(liú)态(tài)對天(tiān)然氣計量有着(zhe)深遠的影響,穩定發展的定長(zhǎng)流是天然氣(qì)準(zhǔn)确計(jì)量的前提(tí)和保證(zhèng)，當流體流态(tài)偏(piān)離定長(zhǎng)流流(liú)态(tài)時,孔闆流量計量(liàng)值就(jiù)開始偏小這種(zhǒng)偏離(lí)程度(dù)随流(liú)體偏離(lí)程度增(zēng)大而增大，因此(cǐ)在用孔闆流量(liàng)計測量天然氣(qì)流量時必須消除一(yī)切影響流(liú)體流态的因素(sù)。

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