标準孔闆流量計 的設(shè)計安(ān)裝要求及氣質(zhì)要求(qiú)比較苛刻(kè)，在實(shí)際工(gōng)況條(tiáo)件下，因很難符(fú)合因gb/t21446--2008《用标準孔闆流量(liàng)計測量(liàng)天然氣(qì)流量》國家标(biāo)準的要求(qiú)，因此(cǐ)必(bì)會産生流量計計量附(fù)加誤(wù)差。本(běn)文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實際情況，對(duì)産(chǎn)生計量附加(jiā)誤差的原(yuán)因進行分析(xī)及解決(jué)方法(fǎ)進行(háng)探讨(tǎo)。
一(yī)、孔闆流(liú)量計測(cè)量原理.
　　當流體流經管(guǎn)道中的孔闆時(shí),流束将在孔闆處形成局部收(shōu)縮(像河(hé)流中的(de)狹小(xiǎo)處一樣),流(liú)速增加、靜(jìng)壓力(lì)降低(dī),在孔(kǒng)闆前(qián)後産(chǎn)生(shēng)微小的(de)靜壓(yā)力差(稱爲(wèi)差壓)。流(liú)體(tǐ)的流(liú)速增快,孔(kǒng)闆(pǎn)前(qián)後産(chǎn)生的(de)差壓相應(yīng)增大,從而(ér)可以(yǐ)通過(guò)測量(liàng)差(chà)壓(yā)來間接測(cè)量天然氣(qì)流量的大小。流(liú)量測(cè)量系(xì)統(tǒng)原理如(rú)圖1所(suǒ)示,(a)爲流量(liàng)測量儀表(biǎo)流程圖;(b)爲(wèi)流量主參(cān)數記錄和(hé)流量計算積(jī)算系統(tǒng)方框(kuàng)圖。
 
二、産生(shēng)計量(liàng)附(fù)加誤差(chà)的原因分(fèn)析
1.上(shàng)下遊直(zhí)管段長(zhǎng)度不夠,彎頭過(guò)多
　　直(zhí)管(guǎn)段長度(dù)不夠，氣流得不(bú)到充(chōng)分發展(zhǎn),将(jiāng)造成計量結果(guǒ)的較大誤差。gb/t21446--2008規(guī)定的最短直管段長度,在(zài)現場(chǎng)實際中一般很(hěn)難得到滿足,特(tè)别是由于輸氣工藝等(děng)原因,計(jì)量裝置的(de).上遊往往(wǎng)都存在彎(wān)頭。如果是單彎頭或(huò)平面雙彎(wān)頭将(jiāng)使(shǐ)計量結果偏(piān)高(gāo)，對于多(duō)個彎頭,将(jiāng)使計(jì)量結(jié)果偏低。因此應該在節流(liú)裝置(zhì)之前(qián)加裝(zhuāng)整(zhěng)流器,避免旋(xuán)轉流(liú)、渦流(liú)對計量的影響(xiǎng)。
2.天然(rán)氣的氣(qì)質和氣流條件(jiàn)
　　gb/t21446--2008規定,通過孔(kǒng)闆的(de)天然(rán)氣是經(jīng)淨化(huà)處(chù)理後的天然氣,氣流的流動應(yīng)是保(bǎo)持(chí)亞音速的穩定的(de)或僅(jǐn)随時(shí)間(jiān)緩慢變(biàn)化的，氣流(liú)是均(jun1)勻單相的牛頓(dùn)流體(tǐ)。若氣體含有質量分數不(bú)超過2%的固(gù)體(tǐ)或(huò)液體微(wēi)粒,且呈(chéng)均勻分散(sàn)狀态，也可(kě)以認爲是(shì)均勻單相的牛(niú)頓流.體。氣流流(liú)經孔(kǒng)闆(pǎn)以前,其(qí)流束(shù)應(yīng)與(yǔ)管道軸線(xiàn)平(píng)行,氣流流動應爲充分(fèn)發展紊(wěn)流且無(wú)漩渦，管道(dào)橫截(jié)面所(suǒ)有(yǒu)點上的(de)漩渦(wō)角小于20,即(jí)認爲無漩(xuán)渦。
　　通(tōng)過計量(liàng)調查發現,目前，在(zài)油田(tián)天然(rán)氣計量中約50%的(de)計量點其氣流(liú)條(tiáo)件具有(yǒu)以下兩個特點:
(1)氣體流量不穩定,并随(suí)時(shí)間周期性(xìng)地大幅度變化(huà),屬脈動流(liú)體。
産(chǎn)生脈(mò)動源(yuán)的原因:
①往(wǎng)複式(shì)壓縮(suō)機、發動機(jī)和葉(yè)片式(shì)增壓機(jī)。
②調壓閥猛開(kāi)關或者閥芯松(sōng)動和磨損。
③大量水或油(yóu)的(de)冷凝(níng)物在管(guǎn)線(xiàn)中不(bú)規則(zé)運動(dòng)。
(2)氣質中含水量(liàng)大,并(bìng)夾帶原油(yóu)及微量顆(kē)粒雜質,氣(qì)流流經節流裝(zhuāng)置時産生凝析(xī)液。
　　氣(qì)質、氣流條件達不到gb/t21446--2008中規定的要求(qiú),必将(jiāng)産生計量附加(jiā)誤差。爲了獲得正确的計量值(zhí),必須抑制(zhì)氣流的脈(mò)動(dòng)及消除(chú)氣質中的(de)水分(fèn)及雜質。
解決措(cuò)施:
　　進入流量計的氣(qì)體必須先(xiān)通過氣(qì)液分離(lí)器、過(guò)濾器。
①把測(cè)量(liàng)管裝在對消(xiāo)除脈動來(lái)說較(jiào)爲有利的(de)位置,例如裝在調壓閥的(de)入(rù)口(kǒu)或遠(yuǎn)離(lí)脈動源。
②爲了(le)減少脈動(dòng)幅度,可在脈動源和測量管之間的(de)管線(xiàn).上加裝-一(yī)個容器,或(huò)者設(shè)計專(zhuān)門的脈動(dòng)衰減器。把節流(liú)閥或限流器裝(zhuāng)在脈動源和測(cè)量管(guǎn)之間(jiān)是減(jiǎn)少脈動的最有(yǒu)效方法(fǎ),但(dàn)是這(zhè)種方法壓力降(jiàng)過大,除非(fēi)條件(jiàn)許可(kě),否則(zé)不宜采用。
③在(zài)差壓仍(réng)然保持(chí)較(jiào)高的(de)前提(tí)下(xià)，操(cāo)作可(kě)用較小的(de)測量(liàng)管,而孔(kǒng)闆開孔(kǒng)直徑基(jī)本(běn)不(bú)變(biàn)。
④在流量(liàng)計(jì)前後(hòu)取壓管(guǎn)出(chū)口處分别(bié)加裝(zhuāng)-一個具有(yǒu)-定(dìng)容積的(de)氣液(yè)分(fèn)離器(qì),使(shǐ)進入流量(liàng)計的(de)差.靜壓(yā)信(xìn)号達(dá)到先(xiān)氣液分離及緩沖後再進(jìn)入計量(liàng)裝(zhuāng)置。
⑤導(dǎo)壓管路(lù).上(shàng)的.上、下遊導(dǎo)壓閥應選用(yòng)大(dà)通徑的(de)球型閥(fá)。
⑥爲了防(fáng)止導(dǎo)壓管(guǎn)的凍堵，必須對導壓(yā)管路(lù)進行保溫,并增加加(jiā)熱補償(cháng)保溫措(cuò)施。
⑦對(duì)于因下遊波動源而引起計量(liàng)點氣流(liú)脈(mò)動的(de)情況,可通過調(diào)整流量(liàng)計(jì)下遊側閥門(mén)的閥位(wèi)(關小),使計(jì)量點(diǎn)氣流(liú)脈(mò)動幅度減小。試驗證明(míng),采用關小計量(liàng)管下遊閥(fá)的方(fāng)法來(lái)控制(zhì)氣流(liú)的脈動效果十(shí)分明(míng)顯(xiǎn)。此方法(fǎ)在實(shí)際使用時(shí)，必須在确保安(ān)全生産的(de)情況(kuàng)下進行。試驗證(zhèng)明,通(tōng)過上述方(fāng)法(fǎ)能有效地抑(yì)制氣流的(de)脈動(dòng)消除氣質(zhì)中的水分及雜質,減(jiǎn)少流量(liàng)計(jì)的計(jì)量附加誤(wù)差。
3.标(biāo)準孔闆
(1)在(zài)長時間的使用過程(chéng)中，标準(zhǔn)孔闆由(yóu)于被天然(rán)氣侵(qīn)蝕或(huò)機械磨損(sǔn)而産生(shēng)變(biàn)形(xíng)，孔闆的光潔(jié)度下(xià)降,入(rù)口的(de)尖銳程度變圓，使其(qí)圓弧半徑不能(néng)滿足标準要求(qiú)。尖銳度(dù)變(biàn)圓後對計量的(de)影響(xiǎng)是使計(jì)量數據比實(shí)際流量偏(piān)低,最大可能達(dá)到偏低10%。
(2)标(biāo)準中(zhōng)規定孔(kǒng)闆厚度(dù)e應介于孔闆開孔(kǒng)厚度(dù)e與(yǔ)0.05d之間。如果(guǒ)超出這個範圍(wéi)，将使(shǐ)氣流流過孔闆的阻(zǔ)力損(sǔn)失增大,使(shǐ)計量值比實際(jì)流量(liàng)高，造(zào)成(chéng)1%以(yǐ)内的(de)附加計量誤差。
(3)孔(kǒng)闆孔徑(jìng)尺寸(cùn)測量不準确。沒有(yǒu)及(jí)時送到檢定部門(mén)進(jìn)行檢定,而是用遊标卡尺在現場進(jìn)行測量,由于沒(méi)有在标準(zhǔn)狀況(kuàng)下(xià)(絕對壓(yā)力爲101.325kpa,熱力學溫(wēn)度爲293.15k)進行(háng)檢定(dìng).當現(xiàn)場溫度較(jiào)高時,所測(cè)孔闆(pǎn)孔徑值将偏高(gāo),造成流量(liàng)計算(suàn)值比實(shí)際流量(liàng)值偏高(gāo)。
(4)孔闆裝(zhuāng)反.使差壓降低(dī).造成(chéng)計量氣(qì)量(liàng)比實(shí)際氣(qì)量偏(piān)小約10%-17%。
解決措施(shī):
　　以上(shàng)分析了産生計量(liàng)附(fù)加誤差的原因，爲(wèi)了(le)消除或減少附加誤差(chà),必須做(zuò)如下幾項工作:
①根據誤差産生(shēng)的原因,采取相應的(de)措施(shī)。爲了(le)正确測(cè)量流量(liàng),孔闆闆面必須(xū)平(píng)整(zhěng)、幹淨,并且(qiě)與管道(dào)的軸線(xiàn)垂直。孔(kǒng)闆(pǎn)開孔(kǒng)與管(guǎn)道軸(zhóu)線同(tóng)軸同(tóng)心,上(shàng)遊邊緣必須是矩形(xíng),直角入(rù)口(kǒu)g+分尖銳.銳(ruì)緣如果形(xíng)成圓弧(hú)rk,則rk必須(xū)小于等于0.0004d。當有(yǒu)斜邊開孔的孔(kǒng)闆被(bèi)使用時,必(bì)須把斜(xié)邊(biān)面向(xiàng)下遊安(ān)裝,否則(zé)會測量不(bú)準,造成8%以(yǐ)上(shàng)的負誤(wù)差。應當記住很重要的一-點,孔(kǒng)闆即使(shǐ)僅有細微的(de)不标準(如孔(kǒng)闆(pǎn)開孔d入口(kǒu)邊緣(yuán)缺口,闆面(miàn)彎曲(qǔ)、加(jiā)工(gōng)粗糙(cāo),邊緣不尖銳,no>.004d,闆(pǎn)面髒,闆面(miàn)方向(xiàng)安裝(zhuāng)不當等),也(yě)會引入嚴重的測量附加(jiā)誤差。所以在(zài)孔(kǒng)闆設(shè)計加工(gōng).檢驗.安裝和(hé)使用中,--定(dìng)要确保符合标(biāo)準。确保孔闆平(píng)整幹(gàn)淨不變形(xíng)、無缺口(kǒu)和無撞擦傷、直角(jiǎo)入口(kǒu)邊緣尖銳,以及(jí)正确(què)安裝(zhuāng)都是(shì)十分(fèn)重(zhòng)要的。
②定(dìng)期對孔闆進行(háng)檢查、清洗(xǐ)，按檢(jiǎn)定周期及時(shí)送(sòng)到檢定部(bù)門進(jìn)行檢定。
③爲了避(bì)免人(rén)爲(wèi)過失造(zào)成的(de)計量(liàng)誤差(chà)，要加強計(jì)量管(guǎn)理和人員的培(péi)訓工作(zuò)。
4.差壓變(biàn)送器(qì)
　　差壓變送(sòng)器(qì) 是指(zhǐ)能(néng)将差(chà)壓值變換成(4~20)ma标(biāo).準模拟信号輸出至流(liú)量管理器或(huò)工業(yè)控制機的儀表。很大(dà)程度(dù)上(shàng),其(qí)精度(dù)的高與低、性能(néng)的好與壞(huài),對流(liú)量計(jì)的計(jì)量結(jié)果影響十(shí)分大(dà)。實際工作中，由(yóu)于沒有按(àn)照設計要(yào)求進(jìn)行差(chà)壓變送器的選型(xíng).安(ān)裝和使用(yòng)中的維護保養,導緻流量計産生計量(liàng)附加誤差的(de)情(qíng)況經常(cháng)發生(shēng)。
(1)差壓變送(sòng)器的(de)精(jīng)度等級(jí)和量程範圍的(de)選擇不正确,沒(méi)有按照gb/t18603--2001《天(tiān)然氣(qì)計量系(xì)統技術(shù)要求)進(jìn)行(háng)選型，就會造(zào)成(chéng)“小馬拉大車或大馬(mǎ)拉小車”現象的(de)出現.進(jìn)而引入(rù)計量附加(jiā)誤差(chà)。
(2)差壓變送(sòng)器的(de)零位(wèi)偏(piān)高(或低),造成(chéng)差壓值偏大(或小(xiǎo)),使計算(suàn)氣量比實(shí)際氣量偏大(dà)(或(huò)小)。
(3)差(chà)壓變送器(qì)的三(sān)閥組漏氣或堵(dǔ)塞。高壓(yā)閥漏氣(qì)，将導(dǎo)緻(zhì)計算氣(qì)量比(bǐ)實際(jì)氣量偏小(xiǎo)，低(dī)壓閥漏(lòu)氣将導緻(zhì)計算氣(qì)量比實際氣(qì)量偏大,平(píng)衡閥(fá)内漏将(jiāng)導(dǎo)緻計(jì)算氣量比實際氣量偏小。
解決(jué)措施:
①嚴格(gé)按照(zhào)gb/t18603-2001的要求進行選型、安(ān)裝。
②定(dìng)期對(duì)差壓(yā)變(biàn)送器進(jìn)行回(huí)零檢查,發(fā)現有異(yì)常(cháng)或超(chāo)差情況(kuàng)時,及時進行(háng)校準(zhǔn)到期(qī)檢定。
③定(dìng)期對差壓變送器進行(háng)排污驗漏檢查(chá)。
④冬季(jì)氣溫下(xià)降(jiàng)，特别是油(yóu)田伴生氣含水量增(zēng)多，易發(fā)生凍堵,需增加(jiā)排污次(cì)數,給差壓變(biàn)送器加裝保(bǎo)溫設備(如(rú)加保溫箱(xiāng)和伴熱帶)。
5.差壓(yā)信号傳(chuán)遞失真(zhēn)及引入的誤差
　　差壓信号(hào)傳送失真(zhēn)使得差壓(yā)變送器上接收到的(de)差壓信号(hào)與節流(liú)裝置(zhì)所(suǒ)産生的差壓信号不相等,從而引起(qǐ)計量附加(jiā)誤差。差壓信号(hào)傳送(sòng)失真包括(kuò)穩态值失(shī)真和(hé)動态失(shī)真。在穩定流(liú)條件下隻存在穩态值失(shī)真,在脈動(dòng)流條件下,既可能存(cún)在穩态值(zhí)失真又會(huì)有(yǒu)動态失(shī)真。穩态(tài)值(zhí)失真(zhēn)可能引起(qǐ)的部(bù)位和原因(yīn)有導(dǎo)壓管引(yǐn)向不合理、切斷閥設置(zhì)不當(dāng)、隔離液液(yè)位高度不相等、正負(fù)壓引壓管(guǎn)坡度不(bú)合理.管(guǎn)内介(jiè)質(zhì)密度不(bú)相等、 三(sān)閥組 積(jī)液等。
(1)切(qiē)斷閥(fá)設(shè)置不當引(yǐn)起的(de)誤差
　　gb/t21446-2008要求導壓(yā)管路(lù)上的閥門(mén)除排(pái)污(wū)閥以外(wài)應采用與導(dǎo)壓(yā)管同(tóng)内徑(jìng)高密封性(xìng)能(néng)的(de)閥門,優選直(zhí)通球閥(fá)。但有的(de)節流裝置廠(chǎng)家提供的(de)取壓(yā)閥(fá)門卻是(shì)針形閥,很(hěn)容易(yì)造成堵(dǔ)塞和凍堵,需(xū)要在訂貨(huò)時讓廠家(jiā)直接配備(bèi)球閥(fá)或進行現場更換。
(2)隔(gé)離液液(yè)位高度(dù)不(bú)相等引起的(de)誤差
　　導壓管線(xiàn)中帶隔離器是(shì)爲了利用隔離(lí)液将(jiāng)腐蝕性介質同差(chà)壓變送(sòng)器隔離。隔(gé)離液剛剛(gāng)充(chōng)罐時.通(tōng)過三閥組的平(píng)衡閥能使兩隻(zhī)隔離容器中的(de)隔離(lí)液(yè)液位(wèi)高(gāo)度相等,但是運(yùn)行-段時間後由(yóu)于隔離液洩漏或在運行時誤(wù)開平衢(qú)閥(fá),導緻(zhì)隔離(lí)液液位高(gāo)度不相等(děng),從而(ér)引入附加(jiā)差壓(yā)。
(3)導(dǎo)壓管線引起(qǐ)的傳送失真
　　節(jiē)流裝置導壓管的作用(yòng)是将節(jiē)流裝置所産生(shēng)的差壓信号不(bú)失真地傳(chuán)遞到(dào)差壓(yā)變送(sòng)器，但(dàn)從現場的(de)實際(jì)情況(kuàng)看,導壓管(guǎn)的(de)配置(zhì)還存在(zài)很大問題(tí)。
①上(shàng)遊或下遊(yóu)導壓管漏氣主要(yào)發生(shēng)在焊縫(féng)、閥門盤(pán)根(gēn).排(pái)污閥(fá)處,将(jiāng)使計(jì)量誤差增大。
②導壓管(guǎn)路過(guò)長,産生靜(jìng)、差壓(yā)信号(hào)的(de)失真.造(zào)成計量附(fù)加誤(wù)差。
③導壓管過細(xì)，造成管路(lù)堵塞(sāi),冬季凍(dòng)堵,計量儀表(biǎo)不(bú)能(néng)正常運行(háng)。
④上、下(xià)遊導(dǎo)壓管方(fāng)向(xiàng)接(jiē)反(fǎn),造成差壓信号(hào)嚴重偏(piān);小,計量(liàng)誤差(chà)約(yuē)30%。
⑤保證導(dǎo)壓管線合(hé)理的坡度(dù)是爲了(le)使(shǐ)管内(nèi)可(kě)能(néng)出現(xiàn)的氣泡(pào)較快地(dì)升到(dào)氣體收集(jí)器内或(huò)母管内(nèi)，使管内(nèi)可能出(chū)現的(de)凝液(yè)較快(kuài)地下沉(chén)到沉降(jiàng)器排污(wū)閥或母(mǔ)管(guǎn)内。導(dǎo)壓管線(xiàn)的内徑和被(bèi)測流體的性質與總長(zhǎng)度(dù)有關，如(rú)表1所(suǒ)示。導(dǎo)壓管線應垂(chuí)真或傾(qīng)斜敷(fū)設(shè),其(qí)坡度(dù)應不少于(yú)1:12,對黏(nián)度較高的(de)流體(tǐ),其坡度還(hái)應增(zēng)大(dà),當導(dǎo)壓(yā)管線的傳送距離大于30m時.應分段傾斜，并(bìng)在(zài)最低點(diǎn)設置沉(chén)降器和(hé)排(pái)污(wū)閥。當不出(chū)現凝液時可酌情降低傾斜度(dù)。
 
　　爲避(bì)免正(zhèng)負壓信号管内介質(zhì)溫度(dù)不(bú)-緻，導緻密度(dù)出現差(chà)異(yì),引起傳送失真(zhēn)，正負(fù)壓(yā)管線應(yīng)盡量(liàng)靠(kào)近(jìn)敷設，尤(yóu)其是導壓管(guǎn)線中出(chū)現(xiàn)凝液(yè)時,導(dǎo)壓管(guǎn)線中(zhōng)的凝液會因環(huán)境溫(wēn)度太低而(ér)凝固、結晶(jīng)或結(jié)冰，因(yīn)此需(xū)要伴熱保溫。
以上分析了(le)産生計量(liàng)誤差(chà)的原(yuán)因，要(yào)解決問題還必(bì)須做好以(yǐ)下(xià)工(gōng)作:
(1)嚴格(gé)按照标(biāo)準的(de)要求進行(háng)導壓管的設計(jì)安裝。
(2)新建(jiàn)計量裝置時對施工質量(liàng)要高标準(zhǔn)嚴要求，加強現場技術監督。
(3)加(jiā)強計量裝置的(de)日常管理,加強(qiáng)對計量裝置、計(jì)量儀表(biǎo)檢(jiǎn)查維(wéi)護，确保計量裝(zhuāng)置無跑(pǎo)、冒(mào)、滴、漏(lòu)現象(xiàng)的發(fā)生(shēng)。
(4)對(duì)氣質可能出現(xiàn)凝析(xī)液或環境(jìng)溫度較低(dī)時,應(yīng)定期對儀表的(de)導壓管路(lù)進行放空排(pái)污(wū)及蒸(zhēng)汽吹掃,确保導(dǎo)壓管(guǎn)暢通。
三、結(jié)束語
　　解決(jué)了上(shàng)述問(wèn)題(tí)就能(néng)極(jí)大地消(xiāo)除流量(liàng)計的(de)計量附加誤差。但影響流(liú)量計的計量誤(wù)差因素很多,如(rú)天然氣的組分(fèn)影響.管道粗糙的影(yǐng)響、電信号(hào)引線的影響.上(shàng)下遊(yóu)用(yòng)戶計量(liàng)方式不(bú)同(tóng)等。因(yīn)此,不(bú)僅(jǐn)要(yào)解決上述問(wèn)題,還要(yào)改(gǎi)進工藝流程(chéng)，加強(qiáng)計量監督(dū)檢查,提升(shēng)計量(liàng)人員(yuán)的業務水平,讓(ràng)他們熟悉計量法律法規(guī)及計量交(jiāo)接協議的規定。隻有(yǒu)這樣(yàng),才能使流(liú)量計的(de)計量附(fù)加(jiā)誤(wù)差降至最(zuì)低,提高标準孔闆流量計的計(jì)量正确率。

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