摘要: 差(chà)壓式(shì)流量計 量(liàng)系統的工(gōng)作原(yuán)理,分析天然氣氣計量系(xì)統在實際使用(yòng)中所(suǒ)産生的(de)幾個(gè)主(zhǔ)要誤(wù)差,對如何(hé)解決(jué)天(tiān)然氣計量系統中的問(wèn)題提(tí)出幾(jǐ)條途(tú)徑。
　　爲了加(jiā)快我(wǒ)國天然氣計量技術與(yǔ)國際接(jiē)軌,促(cù)進貿易與(yǔ)交流,考慮到标(biāo)準、适用性及标(biāo)準的連續性,針(zhēn)對天(tiān)然(rán)氣氣介(jiè)質的(de)特殊(shū)性和(hé)我國天然氣計(jì)量長(zhǎng)期實踐的(de)經驗,2004出台了新(xīn)标準即(jí)《用(yòng)标準(zhǔn)孔闆(pǎn)流量計 測(cè)量天然氣(qì)流量(liàng)》sy/t6143-2004。
　　目前(qián),油田(tián)與供(gòng)水供(gòng)電公司之(zhī)間的天然氣貿易結算,采用的是 孔闆(pǎn)流量計(jì) ,即根據中(zhōng)國石油天然氣行業(yè)标準(zhǔn)sy/t6143-2004編程(chéng)組态(tài)實現(xiàn)計量。
1差壓(yā)式流量計(jì)量系(xì)統的工作原理(lǐ)
　　對于測量氣體來講,差壓式流(liú)量計(jì)是一類應(yīng)用最廣泛的流(liú)量計,在各類流(liú)量儀表中其使用量占(zhàn)居(jū)首位(wèi)。近年來,由于各(gè)種新型流(liú)量計的問世,它的(de)使(shǐ)用量百分(fèn)數逐(zhú)漸~下降(jiàng),但(dàn)目前(qián)仍是(shì)最重要的(de)一類(lèi)流量計。
　　差(chà)壓式流量計是根據(jù)安裝(zhuāng)于管(guǎn)道中标(biāo)準孔闆(pǎn)産生的差壓,已知的流(liú)體(tǐ)條件(jiàn)和标準孔闆與(yǔ)管道(dào)的幾何尺(chǐ)寸來(lái)計(jì)算(suàn)流量(liàng)的儀表。差壓式流量計(jì)由-次裝(zhuāng)置(标準孔(kǒng)闆)和(hé)二次裝置(zhì)( 差壓變送器(qì) 、配電器(qì)、控制器和流量(liàng)計算機)組成。
　　孔(kǒng)闆流量計量(liàng)系(xì)統主要(yào)由(yóu)标準孔闆(pǎn)、差(chà)壓變送(sòng)器和流量計算(suàn)機組成(chéng),即有硬(yìng)件和軟件(jiàn)兩部分組成。孔闆的(de)作用(yòng)主要是氣(qì)體流經(jīng)孔闆時使.上下(xià)遊(yóu)側産(chǎn)生壓(yā)力差(chà)p1,p21;差壓(yā)變送器(qì)的作用是将(jiāng)壓差轉換(huàn)爲4-20ma的(de)标(biāo)準信号(hào);流量計(jì)算機主(zhǔ)要是(shì)根據sy/t6143-2004标準-一《用(yòng)标(biāo)準孔闆流量計(jì)測(cè)量天然氣流(liú)量》,以天(tiān)然氣在标(biāo)準條件下體積流量(liàng)計算實(shí)用(yòng)公式(shì)qvn=avnced2fgεezft(p1△p)爲核心(xīn)進(jìn)行編(biān)程和(hé)組(zǔ)态，将采(cǎi)集來的所有相(xiàng)關天然(rán)氣的工(gōng)況數據進行處理,最(zuì)後以(yǐ)标況體積(jī)流(liú)量顯示(shì)給(gěi)用戶。
2差(chà)壓式流量計(jì)量(liàng)系統(tǒng)常見(jiàn)誤差進行分析
　　由于(yú)計量儀表誤(wù)差(chà)以及(jí)現場(chǎng)使用條件(jiàn)不完全符合标(biāo)準規(guī)定的情況(kuàng)是難免的,其帶(dài)來的(de)誤差往往(wǎng)影(yǐng)響計量貿易(yì)結算。下面就常(cháng)見的誤(wù)差(chà)進行(háng)分析(xī)。
(1)對(duì)用戶的(de)用氣量掌(zhǎng)握得不(bú)夠(gòu)準(zhǔn)确,即用(yòng)于計算孔闆孔(kǒng)徑的(de)最大流量(liàng)和最小流量偏(piān)離用(yòng)戶(hù)實際的最(zuì)大流量(liàng)和最(zuì)小流量較大,這樣造(zào)成(chéng)計(jì)算出(chū)來的(de)孔(kǒng)闆孔徑較大,即(jí).而(ér)産生(shēng)誤(wù)差(chà)。
　　現根據sy/t6143-2004天(tiān)然氣流量(liàng)計量(liàng)方法中(zhōng)的使用(yòng)公式(shì):avnced2fgεezft(p1△p)分析:在壓力、溫(wēn)度及組分(fèn)不變的(de)情況下，avncefgεezft是常數,差壓計(jì)量程不變(biàn),變量(liàng)是d和(hé)△p。
　　大孔闆測小流(liú)量,△p偏小這(zhè)樣使差壓計工(gōng)作在(zài)量程(chéng)的10%以(yǐ)下,這是不(bú)符合sy/t6143-2004的要求即差壓值宜工作(zuò)在滿量程的10%~90%範圍内(nèi)。
(2)孔闆的(de)制造(zào)和安裝(zhuāng)應符合sy/t6143--2004的(de)規定才能投入使用(yòng)。孔闆在使(shǐ)用過(guò)程中(zhōng)受氣(qì)體的沖(chòng)刷(shuā)和(hé)腐(fǔ)蝕程度不(bú)同,特(tè)别是(shì)對(duì)孔闆直(zhí)角入(rù)口邊(biān)緣和(hé)直管段内(nèi)壁|的(de)沖刷(shuā)腐蝕尤(yóu)爲(wèi)嚴重(zhòng),這将影響(xiǎng)到孔(kǒng)闆直角入(rù)口邊(biān)緣圓(yuán)弧半(bàn)徑rk和(hé)直管段内(nèi)表面粗糙度算術平均偏差ra的标準規定,流出(chū)系數c将發(fā)生變(biàn)化,流量(liàng)測(cè)量的不确定度超過(guò)估算值。爲了避免這種(zhǒng)誤(wù)差,更(gèng)換新孔闆和新(xīn)直管(guǎn)段,若要繼(jì)續使用(yòng)可求(qiú)出rk和ra′對(duì)流出系數(shù)修正後(hòu)再(zài)使用(yòng)。修正方法爲:将原流出系數c乘(chéng)上孔(kǒng)闆尖(jiān)銳度(dù)系數bk和粗(cū)糙度(dù)系數rre或(huò)者同時乘bk和rre即c′=cbkrre.
　　可以看出修正(zhèng)後的流(liú)出系數(shù)比原(yuán)流出;系(xì)數要(yào)大,如果不進(jìn)行(háng)修正這樣(yàng)計算(suàn)的流(liú)量結果grn偏小。
2.3由(yóu)于差(chà)壓式流量(liàng)計對現場(chǎng)的安(ān)裝
　　要求(qiú)比較高(gāo),所以下面(miàn)談談一些(xiē)安裝不當(dāng)造成(chéng)的誤差。
　　sy/t6143--2004标準規定(dìng)差壓變(biàn)送器(qì)與壓力變送器(qì)的取壓孔和導壓管(guǎn)分開(kāi)設置,在保證(zhèng)雙(shuāng)重連接(jiē)不導緻(zhì)差壓(yā)測(cè)量的誤(wù)差時(shí),允許将上遊靜壓取(qǔ)壓口(kǒu)與差壓變送器(qì)的上(shàng)遊(yóu)取(qǔ)壓口(kǒu)共用。
　　如果差壓變送(sòng)器下遊側(cè)導壓(yā)管的排污(wū)閥由(yóu)于人爲操作或者(zhě)産生洩露,這時p2減小，則(zé)△p=p1-p2增大，根(gēn)據公式qvn=ced2fgεezft(p1△p)可以看出最終(zhōng)的體積流量qm增(zēng)大。所(suǒ)以标(biāo)準要(yào)求閥(fá)組(zǔ)應(yīng)有封記,以(yǐ)防未(wèi)經許(xǔ)可的操作影響整個測量精(jīng)度(dù)。
　　現場惡(è)劣工作(zuò)條件下，節流裝(zhuāng)置與(yǔ)差壓變送(sòng)器及(jí)其連(lián)接部(bù)分引壓管線是(shì)使用維護(hù)的重點。其(qí)産生(shēng)誤差的因素主要有(yǒu):①現場不能(néng)滿足(zú)直管(guǎn)段(duàn)要求的(de)長度。②上遊(yóu)測量管沉積(jī)髒物。③直(zhí)管段(duàn)粗(cū)糙度影(yǐng)響,④節流件産生(shēng)台階(jiē)、偏心。⑤孔闆(pǎn)上遊(yóu)端面平度(dù)。⑥取壓位(wèi)置。焊接、焊縫(féng)突出。⑦.導壓管的敷設及防(fáng)凍。⑧節流件不同(tóng)軸度(dù)。⑨直管段的圓度(dù)和直度。◎溫(wēn)度變送(sòng)器的安裝。
2.4流體(tǐ)參數的(de)變化所帶來的(de)誤差
　　天然(rán)氣從(cóng)單井計(jì)算(suàn),集氣計量(liàng)到配氣計(jì)量,氣(qì)體(tǐ)組(zǔ)分各(gè)不相同。由于氣(qì)體組分的變化(huà)引起天(tiān)然氣相(xiàng)對密(mì)度g,的變化,終而影響(xiǎng)體積(jī)流量。目前(qián)南氣(qì)末站計量系統(tǒng)采用的是(shì)直接(jiē)輸入天然氣組(zǔ)分(fèn)和(hé)相對(duì)密度(dù)的方(fāng)法;假如(rú)天(tiān)然氣(qì)的來(lái)源發(fā)生變化,則組分就不(bú)同,相對密(mì)度也不同,所産(chǎn)生的熱(rè)量也是(shì)不一樣的。根據(jù)公式fg=(1/gr)?得知,由于(yú)組分(fèn)的改(gǎi)變導(dǎo)緻相對密度g,變(biàn)小或變大,那麽(me)fg變大(dà)或變(biàn)小,則qvn變大或(huò)變小。所(suǒ)以說(shuō)天(tiān)然(rán)氣的來源改變就要(yào)對天(tiān)然氣的(de)組分進行分析,若(ruò)不及時(shí)糾(jiū)正就(jiù)會産生偏差。
由于流出系數c與雷諾數rep有關。雷(léi)諾數的大小取決于三個參數(shù)，即流體的(de)速度、流束的定型尺(chǐ)寸以及工作狀态下的(de)粘度。在(zài)雷諾數較小時(shí)，流出系數的變(biàn)化較大(dà),因此,在(zài)被測流量偏(piān)離(lí)常用流量(liàng)時,會引起(qǐ)附(fù)加誤差(chà)。爲了(le)使這個附(fù)加(jiā)誤(wù)差不(bú)緻太(tài)大,對已(yǐ)知β值的(de)節流裝置(zhì),最好在雷(léi)諾(nuò)數較高(gāo)的區(qū)域内使用(yòng)。
3解決天然氣計(jì)量問(wèn)題的幾條途徑(jìng)
3.1加強(qiáng)管理,提高技術人員(yuán)素質
　　安裝和使(shǐ)用誤差是在安(ān)裝時或長期使(shǐ)用中(zhōng)由于流體(tǐ)介質腐(fǔ)蝕、磨損、沾污(wū)等造成的(de)。因此(cǐ),應嚴格按技術(shù)要求安裝(zhuāng)流量計量系統(tǒng),消除安(ān)裝誤差(chà)。在使用過程中,操作(zuò)人員應做(zuò)好系統的檢修(xiū)、維護(hù)、保養工作,延長(zhǎng)其使用壽(shòu)命,減(jiǎn)小(xiǎo)計量誤差。同時(shí)，在實際(jì)使用中應(yīng)嚴格(gé)執行sy/t6143-2004标準規範。
3.2測量儀(yí)表的正确選用
　　測量儀(yí)表(biǎo)應首選标準(zhǔn)節流裝置,當流量變(biàn)化範圍大(dà)時要考慮用寬(kuān)量程智(zhì)能差變,二次儀表(biǎo)的計(jì)量模型應符合(hé)sy/t6143-2004的要(yào)求計(jì)算fz能輸入組(zǔ)份,實時計算(suàn)c值.
3.3加強技術人員的培訓(xùn)
　　要求(qiú)對計量技(jì)術人(rén)員(yuán)不(bú)定期(qī)的進行在外學(xué)習、交流(liú),對(duì)計量(liàng)檢定(dìng)人員可以(yǐ)适當的采取内(nèi)部培訓(xùn)的方式(shì)，改善(shàn)計(jì)量隊伍(wǔ)的結(jié)構,加(jiā)強單(dān)位計量部門的(de)計最管(guǎn)理(lǐ),逐步(bù)提高(gāo)計量(liàng)人員的技術(shù)素質,對更好(hǎo)的(de)加強計(jì)量監督(dū)具(jù)有重(zhòng)要的(de)意義(yì)。因此(cǐ)在天然氣(qì)計量(liàng)的實際(jì)應用中(zhōng)要求技術人員(yuán)應(yīng)深(shēn)入研(yán)究sy/t6143-2004的(de)精髓嚴(yán)格(gé)按(àn)标(biāo)準規定安裝、使(shǐ)用、處(chù).理數(shù)據，保證天(tiān)然氣計量(liàng)的精度。
4天然氣(qì)計量(liàng)的發展方(fāng)向
　　引進(jìn)、消化、吸收近幾年發展起來的天然氣計量新(xīn)技術。從(cóng)國外情況來(lái)看(kàn),在天然氣國際(jì)貿易中能(néng)量計(jì)量幾乎已全面(miàn)取代傳統(tǒng)的體(tǐ)積計量,而我國的天然氣(qì)計量(liàng)領域(yù)中(zhōng)體積計(jì)量仍占統制地(dì)位。爲了盡快與(yǔ)國際接軌,使用單位與各(gè)科研(yán)究院所聯合攻(gōng)關,開展天然氣能量(liàng)計(jì)量的試(shì)驗工作,并在(zài)此(cǐ)基礎上(shàng)完(wán)成标(biāo)準化(huà),sy/t6143-2004标準就完(wán)善了(le)質量計量和能量計(jì)量，在(zài)消化引進(jìn)技(jì)術的基礎上發展(zhǎn)适合我國(guó)國情(qíng)的天(tiān)然(rán)氣質量、能量計量(liàng)系統(tǒng)。
5結論
　　由于孔闆流量計在使用(yòng)中,産生(shēng)誤差的(de)因素很多(duō),所以(yǐ)要(yào)求(qiú)計量技術(shù)人員(yuán)加(jiā)強計量系統在現場的(de)安裝要(yào)求(qiú)和儀(yí)表選型以及軟(ruǎn)件(jiàn)組(zǔ)态，對産生的誤差要及時(shí)地應用科(kē)學方(fāng)法修(xiū)正(zhèng),保證天(tiān)然氣貿易(yì)結算正(zhèng)常運行。

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