摘要：根據差壓式孔闆流(liú)量計 的工(gōng)作原(yuán)理及組(zǔ)成，結合(hé)計量(liàng)天然氣的實際(jì)情況(kuàng)，分析了使(shǐ)用中(zhōng)誤差産生(shēng)的原因，提出了(le)改正或注意事項,對(duì)生産(chǎn)有-定(dìng)借鑒意(yì)義(yì)。
前言
　　孔闆流量計 結構簡單,操(cāo)作較方便,使用技術(shù)成熟,使得其(qí)在管道(dào)計量中得(dé)到廣(guǎng)泛應用，根據調查,在超聲(shēng)波流量計(jì)使用之前，差壓(yā)式孔(kǒng)闆流量計(jì)在整(zhěng)個油(yóu)氣管道貿(mào)易結(jié)算(suàn)中占到了70%以(yǐ)上。随着儀(yí)表技術和(hé)計(jì)量(liàng)技術的快速發(fā)展，許多(duō)新(xīn)型計(jì)量設(shè)備得到廣泛應用，但(dàn)是孔闆流(liú)量計仍然是目前我(wǒ)國天然氣管道計量(liàng)用得最多的計(jì)量設備，占(zhàn)整個(gè)貿易計量的(de)50%左(zuǒ)右。
　　爲(wèi)了規範孔(kǒng)闆流量(liàng)計(jì)量，國(guó)家專(zhuān)門制定了(le)gb.2628和sy/t6143計量标(biāo)準,對(duì)計量(liàng)系統進行(háng)了說明和要求，同時(shí),也出台天(tiān)然氣場站儀表(biǎo)配備(bèi)指南(nán)，對計(jì)量系統儀(yí)器儀(yí)表精度等級進(jìn)行了要(yào)求(qiú)。但是由.于孔闆流量(liàng)計量(liàng)系統(tǒng)的結(jié)構特點，決定了會産生兩(liǎng)種誤(wù)差,一種(zhǒng)是基本(běn)誤差,這(zhè)是流量(liàng)計本(běn)身(shēn)所(suǒ)存在(zài)的誤差(chà),第(dì)二種是附加誤差,是(shì)由于流量(liàng)計在(zài)使用時偏離了(le)标準條件(jiàn)産生(shēng)的。由于(yú)人(rén)爲操(cāo)作的環節多，且(qiě)天然氣這一物(wù)質的(de)計量是-種連續的(de)、不可重(zhòng)複的(de)計量(liàng),若不加以适時監控,所引(yǐn)起的(de)計量(liàng)附加(jiā)誤差相當(dāng)大(dà),尤(yóu)其當天然(rán)氣作(zuò)爲商品進行貿(mào)易結(jié)算時(shí)，爲供需雙(shuāng)方帶(dài)來不(bú)利影(yǐng)響，本(běn)文分(fèn)析(xī)了産生(shēng)誤差(chà)的(de)主要原(yuán)因,提出精心管理，細緻(zhì)操作以(yǐ)減小(xiǎo)計量誤差(chà)的(de)重要性。
計量(liàng)原理
(1)差壓式孔(kǒng)闆流量(liàng)計(jì)包括3部分(fèn):①現場(chǎng)取壓(yā)部分,包(bāo)括高級孔闆(pǎn)閥、前後直(zhí)管段、導壓(yā)管;②溫(wēn)度、壓(yā)力、組分補償部分(fèn)，包(bāo)括現場用(yòng) 溫度變送(sòng)器 、 壓(yā)力變送器(qì) 、天然(rán)氣組分(fèn)分析儀計量(liàng)的實時數據;③流(liú)量計算部分，指(zhǐ)專用流量計算機(或(huò)計算儀)所安(ān)裝(zhuāng)的計量标準程(chéng)序。
(2)在實(shí)際(jì)應用(yòng)過程(chéng)中，當充滿管(guǎn)道的(de)流體流(liú)經管道内(nèi)的節(jiē)流件時，如(rú)圖1所(suǒ)示。
 
　　流(liú)線将(jiāng)在節(jiē)流件(jiàn)處形成(chéng)局部收(shōu)縮，因(yīn)而流速增(zēng)加,靜壓(yā)力(lì)降低(dī),于是(shì)在節流件(jiàn)前後便産(chǎn)生了壓差。流(liú)體流量(liàng)愈大,産生的壓差愈大，這樣可(kě)依據壓差來(lái):衡量流量的大小(xiǎo)。這種(zhǒng)計(jì)量(liàng)方法(fǎ)是以流動連續(xù)性方(fāng)程(質(zhì)量守(shǒu)恒定律)和伯(bó)努利方程(能(néng)量守恒定律)爲基礎(chǔ)的。壓(yā)差的大小不僅(jǐn)與流量還(hái)與其他許多因素有(yǒu)關，例如當(dāng)節流裝置形式(shì)或管(guǎn)道内流體(tǐ)的(de)物理性(xìng)質(密(mì)度、粘度)不同時(shí),在同(tóng)樣(yàng)大小的流量下産生的(de)壓差(chà)也是(shì)不同(tóng)的。以(yǐ)伯努利方(fāng)程式和流體流(liú)動的(de)連續(xù)性方(fāng)程式(shì)爲依(yī)據,天(tiān)然氣(qì)流量計算(suàn)公式是:

　　根(gēn)據氣(qì)體易壓縮、密度(dù)差異(yì)大、受溫度(dù)影響大的特點(diǎn)，得出天然氣流(liú)量計(jì)量的實用(yòng)公式是: 
式中:qn一标準(zhǔn)狀态下氣(qì)體體積流(liú)量;
ah一(yī)常數,标況(kuàng)下爲(wèi)0.008686;
ɑ0一特定流量系(xì)數;
yre一(yī)計(jì)量管内(nèi)壁流量修(xiū)正系(xì)數;
bk一孔(kǒng)闆入口(kǒu)邊緣(yuán)銳利度修正系數;
fr一雷諾(nuò)數修正系數;.
ε一氣體膨脹系數(shù);
d-孔闆在(zài)20°c下(xià)實測(cè)的開孔(kǒng)口徑;
fa一(yī)孔闆熱膨脹修(xiū)正系數;
fg一天然(rán)氣相(xiàng)對(duì)密(mì)度修正系數(shù);
fz一超壓(yā)縮系數(shù);
ft一流體流(liú)動(dòng)溫度修正(zhèng)系數;
p1一孔闆上(shàng)遊側絕(jué)對壓力(lì);
hw一氣體流過孔闆時(shí)的(de)差壓。
誤(wù)差因素分(fèn)析及技術要求(qiú)
1基本(běn)誤差
(1)由計(jì)量裝(zhuāng)置本身精度所(suǒ)決定(dìng)的誤差。由(yóu)于孔(kǒng)闆(pǎn)流量計(jì)測得的流(liú)量是根據差(chà)壓信号(hào)間接(jiē)求(qiú)得(dé)的。從(cóng)公式(shì)可以(yǐ)看出(chū),影響計量(liàng)精度的主要(yào)因素是(shì)ɑ、f、ε等值。必須保持ɑ、f、ε均爲(wèi)恒定(dìng)值，才(cái)能達(dá)到(dào)差壓和流量之間有恒(héng)定的對應關系。但在實(shí)際生産(chǎn)中,ɑ、f、ε都(dōu)與某(mǒu)些因(yīn)素有(yǒu)關，特别是(shì)流量系數(shù)ɑ,它是(shì)一個影響因素(sù)複雜，變化範圍(wéi)大的重要系數(shù),如果在計量過程中不能保證(zhèng)ɑ爲恒定值,則計量誤差(chà)将(jiāng)會較(jiào)大。
　　 從資料和實(shí)驗證(zhèng)明,流量系(xì)數ɑ值與取(qǔ)壓點(diǎn)位置、孔(kǒng)闆的開(kāi)孔截面積和管道截(jié)面積比(m=d/d).雷(léi)諾數、管壁(bì)粗糙(cāo)度、孔(kǒng)闆(pǎn)入口邊(biān)緣尖(jiān)銳度(dù)有關(guān)。所以,标(biāo)準(zhǔn)孔闆的選用應符合(hé)下列技(jì)術要求(qiú):
●孔闆相對于開孔直徑d的軸線(xiàn)中心(xīn)對(duì)稱(chēng);
●孔闆(pǎn).上遊端(duān)面a應于(yú)下遊端(duān)面(miàn)b平行(háng),并(bìng)且(qiě)與開(kāi)孔直(zhí)徑d的軸線垂直(zhí);
●孔闆(pǎn)a面、b面應無(wú)可見的(de)損傷;
●孔(kǒng)闆開孔直徑d的上遊(yóu)測直(zhí)角入口邊緣(yuán)g應銳利(lì),無毛刺和劃痕(hén)。
●孔闆開孔直徑(jìng)d的内圓柱(zhù)表面長度e應符(fú)合:0.005d≤e≤0.02d;
●孔(kǒng)闆的厚度應符合:e≤f≤0.005d;
●孔闆下(xià)遊側出口邊(biān)緣(yuán)h和孔(kǒng)闆開孔圓柱形(xíng)下遊側出口邊(biān)緣i應無毛刺、劃痕和可見損傷;
●标準(zhǔn)孔闆在使(shǐ)用過(guò)程中，會由于(yú)天(tiān)然氣(qì)的侵(qīn)蝕而産生(shēng)變形(xíng)，從而引起流量(liàng)系數增大(dà)而産生計(jì)量誤差。因(yīn)此孔闆(pǎn)的(de)材質也是(shì)保證孔闆(pǎn)工作可靠和計量正确的(de)一一個因素。用(yòng)于天(tiān)然(rán)氣(qì)計量的孔(kǒng)闆采(cǎi)制一(yī)般爲(wèi):cr17、1cr18ni9tic以及(jí)其(qí)他耐酸(suān)鋼。
(2)變送器和流(liú)量顯示(shì)儀(yí)表的(de)精度對(duì)整(zhěng)套流(liú)量計系統(tǒng)的精(jīng)度也(yě)很重(zhòng)要。目前,變送器大多(duō)數采(cǎi)用的(de)都是4-20ma信号(hào),顯示儀表(biǎo)采用數字(zì)信号(hào)，隻要變送器現(xiàn)場安(ān)裝和系統(tǒng)接地(dì)沒(méi)有問題(tí)，整個系統誤差(chà)不會受到影響(xiǎng)。爲了(le)減小(xiǎo)誤差，标準明确了配(pèi)套儀(yí)表的(de)技術(shù)要求,設計和使(shǐ)用單位可以參(cān)考(見(jiàn)表1)。
 
(3)流(liú)量積(jī)算部(bù)分之(zhī)間的(de)誤差(chà),當溫(wēn)度、壓(yā)力、差(chà)壓、組(zǔ)分等數據傳到(dào)流量(liàng)積算器後(hòu)目前,積算器結合已(yǐ)經輸入的節流(liú)裝(zhuāng)置基(jī)本信息(xī)計算(suàn)流量(liàng)，積算(suàn)器所安裝(zhuāng)的計(jì)量标準程序主(zhǔ)要有(yǒu)sy/t6143标(biāo)準、aga.3标準(zhǔn)、iso5167标準，在計量參(cān)數-緻的情況下(xià)，通過(guò)幾個(gè)标準換算(suàn)出(chū)的中間(jiān)參數和最終的(de)計量結果不超(chāo)過萬(wàn)分之一。
2附(fù)加誤差
如果儀(yí)表的制造、選型(xíng)都嚴(yán)格按照标準執行，而在安(ān)裝和(hé)使用過(guò)程中，沒有嚴(yán)格遵(zūn)守技術(shù)要求執(zhí)行,就會造成附加誤差,這種誤(wù)差的大小是無(wú)法估計的。但是(shì)通過對(duì)造成誤差因(yīn)素的分析(xī),可以(yǐ)将誤差降(jiàng)低。孔(kǒng)闆(pǎn)計量系(xì)統安裝使用時(shí)，必須符(fú)合(hé)下列(liè)技術(shù)要求(qiú):(1)孔闆安裝(zhuāng)時，他的開(kāi)孔中心和(hé)管道(dào)中心軸線(xiàn)同心(xīn)，而且它的端面(miàn)與管(guǎn)道(dào)軸線垂直。
(2)孔闆上、下遊(yóu)側取(qǔ)壓(yā)孔軸線(xiàn)符合(hé)距(jù)孔(kǒng)闆上(shàng)、下遊端面的距離爲(wèi)25.4±0.8mm的要(yào)求(目(mù)前國内絕(jué)大部(bù)分取(qǔ)壓方式采(cǎi)用法蘭(lán)取(qǔ)壓)。
(3)取(qǔ)壓孔(kǒng)的(de)軸線應與孔(kǒng)闆上(shàng)下遊(yóu)側2d計量(liàng)管長度(dù)的内圓柱的軸(zhóu)線垂直(zhí)，取壓孔(kǒng)的軸線(xiàn)與孔闆(pǎn)兩端面(miàn)向外傾斜(xié)角的夾(jiá)角不(bú)大于3度。取壓孔(kǒng)直徑不應大于0.08d。
(4)孔闆安裝需要前後(hòu)直(zhí)管段,直(zhí)管(guǎn)段的長(zhǎng)度必(bì)須滿足标(biāo)準要(yào)求，必要(yào)時(shí)安裝整流器。
(5)導壓管(guǎn)應采(cǎi)用耐(nài)腐蝕材料,其内(nèi)徑不(bú)小于6mm,長度最好(hǎo)在16mm以内,導壓管(guǎn)應垂(chuí)直或(huò)傾斜(xié)敷設,起傾斜度不小于1:12.
(6)計量氣(qì)體溫(wēn)度的(de)溫(wēn)度(dù)計最(zuì)好安(ān)裝在孔闆下遊(yóu)側直(zhí)管段以(yǐ)外的地方，計算氣(qì)量時(shí)應将此時(shí)所測的氣(qì)流溫度換(huàn)算成(chéng)孔闆(pǎn)上遊側的氣流溫度(dù)，如(rú)果溫度(dù)計安(ān)裝在(zài)孔闆(pǎn)上遊(yóu)側，則溫度計套管與孔闆之間(jiān)的直管(guǎn)段(duàn)長度(dù)l應滿(mǎn)足下列規(guī)定:
當(dāng)溫(wēn)度計套管直徑不大于(yú)0.03d時(d爲計量管内(nèi)徑),l≥5d;
當溫度(dù)計套(tào)管直(zhí)徑(jìng)在0.03d至0.13d範(fàn)圍内(nèi)時(d爲計量(liàng)管内徑(jìng)),l≥20d。
結束語
除了(le)技術要求之外，孔闆節流裝置在長期運(yùn)行後，節流裝(zhuāng)置(zhì)容易(yì)産生堵塞(sāi)、結垢、磨損(sǔn)、腐蝕等現象(xiàng),這(zhè)些都(dōu)會帶來附加誤差,同(tóng)時由于受(shòu)溫度(dù)等因素的(de)影響,變(biàn)送(sòng)器接頭容易産(chǎn)生洩漏,造(zào)成壓(yā)力(或(huò)差壓(yā))損失，使用(yòng)者必須根(gēn)據計(jì)量介質(zhì)的(de)情況(kuàng)确定(dìng)檢查周期(qī)。

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