摘要(yào):計量精度(dù)高、投資少、結構(gòu)簡單(dān)爲孔闆計(jì)量方式(shì)的優點(diǎn)，在各大油氣田(tián)中應用(yòng)廣泛。正(zhèng)确計量天然氣(qì)關系着貿(mào)易結算的(de)公平性，且(qiě)對生産工藝的(de)改進具有指導(dǎo)作用。本文主(zhǔ)要對
标準孔(kǒng)闆流量計(jì)
誤差進行(háng)分析(xī)，探讨相關(guān)改進辦法。
引言(yán)
在石(shí)油天然氣(qì)行業，超過(guò)9596的企業在貿(mào)易計量(liàng)時選擇使(shǐ)用孔闆流(liú)量計
，使用(yòng)時引起誤差的(de)原因較多，包含計算系數(shù)、氣質(zhì)條件(jiàn)、使用條件(jiàn)、計量儀表等。
1誤(wù)差原因分析
1.1計(jì)量儀表原(yuán)因
sy/t 6143-2003或gb 2624- 1981中嚴(yán)格規定了(le)關于孔闆加工的(de)相關技術标(biāo)準，若加工技術不達标(biāo)準(zhǔn)易引(yǐn)起誤差(chà).①因(yīn)沒有重視(shì)一些(xiē)細節(jiē)問(wèn)題導緻孔闆(pǎn)安裝(zhuāng)不當引起(qǐ)誤差(chà)，如(rú)平衡器(qì)不水(shuǐ)平、未合理設置(zhì)導(dǎo)壓管走向、密(mì)封(fēng)墊片超(chāo)出環室等。②孔闆(pǎn)彎曲也是(shì)導緻誤差的重要原因，突(tū)出物與孔(kǒng)闆距離、突出物(wù)位置以及突(tū)出(chū)量等與誤(wù)差大(dà)小相關(guān)。若孔闆上遊(yóu)爲突出物位置，誤差在1696~50%;若(ruò)孔闆(pǎn)上遊管(guǎn)徑2倍被爲突出物(wù)位置(zhì)，β=0.7,此時誤差(chà)最大(dà)。③以相關标(biāo)準爲依據，節流裝置(zhì)直管段與(yǔ)孔闆應爲(wèi)對中，孔徑與(yǔ)β值(zhí)差距(jù)越大(dà)，精(jīng)度受偏心率(lǜ)影響越大(dà)。管道内徑爲d.孔(kǒng)闆開孔(kǒng)直徑爲(wèi)d,則d/d爲β值”。
1.2計量系(xì)數原因
①流(liú)出系(xì)數c,其校準(zhǔn)标定(dìng)的有效條件爲(wèi)孔闆節流裝置達到技(jì)術指标(biāo)，試驗條件爲上(shàng)遊直(zhí)管段充分(fèn)長。流出(chū)系(xì)數與r爲負(fù)相關關系(xì)，流量(liàng)增大(dà)時流(liú)出系(xì)數c會降低(dī)，與刻度流量相比，實際流量越小該(gāi)系(xì)數(shù)導緻的誤差就越大(dà)。流出(chū)系數(shù)c不是固定(dìng)不變的，其(qí)變化以(yǐ)r爲依據。
②可膨(péng)脹系(xì)數ε，密(mì)度在氣體(tǐ)流經(jīng)孔闆(pǎn)時(shí)會出現(xiàn)變化，可膨(péng)脹系(xì)數e是作爲(wèi)修正系數引入(rù)。若設計流量(liàng)高(gāo)于天然氣流量，則設計(jì)e高于實際數(shù)值，測量結果會(huì)偏小:在條件相反情況(kuàng)下則偏大。若(ruò)設計流量(liàng)與實際流(liú)量- -緻(zhì)，設計(jì)壓力高于(yú)靜壓px，設計(jì)ε高于(yú).實際(jì)值，測量結(jié)果偏大。
③天然氣(qì)壓縮(suō)因(yīn)子。不同(tóng)地區存在不同(tóng)工況(kuàng)，流量計量(liàng)需依據統(tǒng)一标(biāo)準進行轉化。若溫度不低、壓力(lì)不高(gāo)，體積流(liú)量(liàng)可依(yī)據理(lǐ)想氣(qì)體方程(chéng)換算，但(dàn)理想(xiǎng)與實(shí)際氣(qì)體存(cún)在一定的(de)差 異，特别是溫度變化大(dà)、管道壓力大(dà)時，以理(lǐ)想氣體狀态方(fāng)程進行計算并(bìng)不合(hé)理。卡茨曲(qǔ)線圖(tú)求(qiú)解法爲該系數的求解(jiě)。
1.3氣質(zhì)條件(jiàn)原因(yīn)
盡管在采出天(tiān)然氣後(hòu)采取(qǔ)了(le)過濾或(huò)除(chú)塵等(děng)措施，但因輸氣幹線(xiàn)或集氣管網腐蝕物(wù)、處理(lǐ)不徹底等緣(yuán)故，導緻(zhì)固體(tǐ)雜質、液體(tǐ)混(hùn)于天然(rán)氣中，并在(zài)孔闆(pǎn)流速(sù)突變、截面(miàn)收縮的(de)孔口(kǒu)銳(ruì)邊聚(jù)集，而(ér)孔闆流線、截面、銳邊的變化對于計(jì)量(liàng)來(lái)說均是非(fēi)常敏感的要素(sù)”。同時(shí)，雜質還會腐蝕、沖刷孔闆(pǎn)，影響測量(liàng)。
含水(shuǐ)量原因。若少量(liàng)液體存在于氣(qì)體中(zhōng)央則會存(cún)在偏高的(de)測:量(liàng)不确(què)定度，β增加(jiā)時(shí)，濕(shī)氣流(liú)量減(jiǎn)少，流量偏(piān)差在0.7β比條件下(xià)爲-1.7%。若存在少量液體(tǐ)夾帶(dài)，在0.5β比條件(jiàn)下(xià)具(jù)有較好的(de)孔闆性能(néng)，在孔闆上(shàng)遊(yóu)将(jiāng)液體(tǐ)脫出後其計量(liàng)性能(néng)佳。
1.4使用條(tiáo)件原因
使(shǐ)用條(tiáo)件所緻誤差主(zhǔ)要包含流(liú)程頻繁波動(dòng)、超量程(chéng)、脈動流現象問(wèn)題。脈動流是因(yīn)氣體壓(yā)力與流(liú)速突然變化而(ér)産生,導緻(zhì)差壓(yā)波動(dòng)，20%~ 30%爲脈動流(liú)所緻最大(dà)誤差(chà)。此外，還有(yǒu)其他(tā)如管理(lǐ)不嚴、人(rén)爲破壞、管道洩(xiè)漏等原因(yīn)。
2改進方(fāng)法
2.1依(yī)據标準(zhǔn)進行孔闆(pǎn)加工(gōng)
孔闆加工需嚴(yán)格遵循相關标(biāo)準要求(qiú)，安裝設(shè)計孔闆節(jiē)流裝(zhuāng)置需符(fú)合要求(qiú)，以孔闆前阻力件形式(shì)爲依據(jù)進行直管段長(zhǎng)度的選用與配(pèi)接,孔闆前30d爲最(zuì)低要求(qiú).若(ruò)場地(dì)有所限制(zhì)，應将整流(liú)器安裝于(yú)孔闆(pǎn)前直(zhí)管段。管道線與孔闆(pǎn)入口(kǒu)端面應爲垂直(zhí)關系，并控(kòng)制在不超過1°的偏差(chà)。禁止反向(xiàng)安裝孔闆，壓差(chà)計的選(xuǎn)擇與使用需正(zhèng)确，若壓(yā)差計工作量程低于(yú)30%需注(zhù)意孔(kǒng)闆規(guī)格或(huò)壓差(chà)計量程的及時更換”。0. 4~0.6爲角接
取(qǔ)壓β值，0.2~0. 75爲法蘭取(qǔ)壓β值。
2.2管理與修(xiū)正系(xì)數
日(rì)常生(shēng)産需注意修正(zhèng)測量(liàng)流量(liàng)，撤換(huàn)、維修(xiū)、清潔孔闆(pǎn)需定期進(jìn)行，流量計算程序核(hé)對，儀表轉換通(tōng)道、儀表零點、孔(kǒng)闆的檢測(cè)與清(qīng)洗應(yīng)一(yī)月一次(cì)，若孔(kǒng)闆存(cún)在劃(huà)痕、坑蝕需及時(shí)更換。爲提升職(zhí)工故障發現與(yǔ)解決能力(lì)、技術(shù)水平，應(yīng)進(jìn)行計(jì)量業(yè)務培(péi)訓，确保系統(tǒng)保養、維(wéi)護與檢修工作(zuò)的有(yǒu)效進行。天(tiān)然氣壓縮系(xì)數(shù)、溫度、密(mì)度以及(jí)壓力對(duì)于測量(liàng)具有(yǒu)直接(jiē)影響(xiǎng)，因此(cǐ)，對上述特(tè)性參數的測量(liàng)應選(xuǎn)用合适的(de)儀表.若(ruò)天然氣物性(xìng)參數(shù)波動(dòng)，應注意修正測(cè)量誤差，測(cè)量與(yǔ)修正(zhèng)最(zuì)好(hǎo)時時(shí)進行。爲避(bì)免出(chū)現管(guǎn)道洩漏問(wèn)題(tí)，應定期排污、加強巡視。
2.3量值(zhí)溯源
以相關标(biāo)準爲(wèi)依據，一次(cì)裝置設計(jì)、檢驗(yàn)、安(ān)裝、制造(zào)、使用(yòng)孔闆節流裝置(zhì)均達要求時，可(kě)實現流(liú)體(tǐ)力學與幾(jǐ)何的相似，并(bìng)可應用單參(cān)數溯源，使(shǐ)用長度标準，以(yǐ)幾何尺寸(cùn)幹檢部分節流(liú)裝(zhuāng)置，以相(xiàng)應的(de)标準樣氣(qì)或器(qì)具檢(jiǎn)驗氣(qì)樣分析、時間、溫(wēn)度、壓力，在(zài)國家基準、标準器間(jiān)建(jiàn)溯源鏈。在使(shǐ)用一(yī)定時間後(hòu)或使(shǐ)用(yòng)前對流(liú)量計采取實流(liú)檢定或(huò)校準。以(yǐ)相關(guān)标(biāo)準要求(qiú)分析天(tiān)然氣組成，若條件(jiàn)允許(xǔ)可采取(qǔ)在線測(cè)定物性(xìng)參數、在(zài)線(xiàn)組成分(fèn)析天然氣.
2.4定值節流(liú)裝置與可(kě)換孔(kǒng)闆節流(liú)裝置
應(yīng)用可(kě)換(huàn)孔闆節流裝置(zhì)的益處(chù)在于，更換、清(qīng)洗或檢查(chá)孔(kǒng)闆時無需停輸或拆(chāi)動管道.3.5: 1爲孔闆(pǎn)流量(liàng)計測量範(fàn)圍，但(dàn)實(shí)際工況(kuàng)通常并不與之(zhī)一緻，若配套應(yīng)用流量計(jì)算機(jī)、智(zhì)能(néng)流(liú)量積算(suàn)儀、寬量(liàng)程差壓變送(sòng)器與(yǔ)定值(zhí)節流裝置有助(zhù)于擴(kuò)展量程，智(zhì)能化差壓(yā)流量計。配(pèi)套應用定(dìng)值孔闆、可(kě)換孔闆節(jiē)流裝置有(yǒu)助于(yú)标準化、系(xì)列(liè)化節流裝置(zhì)産品，确保計量(liàng)正确。
2.5使用與維護
使(shǐ)用(yòng)與(yǔ)維護(hù)孔闆流量計均需遵循相關标準，其中(zhōng)，使(shǐ)用與(yǔ)維護的重點在(zài)于差壓變送器(qì)、孔闆(pǎn)與(yǔ)連(lián)接部分(fèn)引壓(yā)管線”。孔(kǒng)闆上下遊差(chà)壓(yā)會因(yīn)入口銳利度改變(biàn)、孔闆損傷而降低(dī)，所測(cè)結(jié)果(guǒ)低于實際(jì)，即測量不确定(dìng)度在流(liú)出(chū)系數(shù)變化條件(jiàn)下會(huì)大于(yú)标準(zhǔn)估算值(zhí).可更換孔闆(pǎn)，或以标準爲依據修(xiū)正流出系(xì)數，與舊孔闆相(xiàng)比，新孔闆直徑稍大(dà)。在沒(méi)有新孔闆情(qíng)況(kuàng)下應(yīng)采取孔闆(pǎn)銳利(lì)度修(xiū)正流出系(xì)數，修正需以國(guó)家标準(zhǔn)爲(wèi)依據(jù)。更換(huàn)變(biàn)形孔闆(pǎn)時應選用(yòng)直徑(jìng)小于舊孔闆的(de)新孔闆。
若結垢(gòu)、腐蝕(shí)、沖刷存在(zài)于直管(guǎn)段内(nèi)表(biǎo)壁，需将(jiāng)測(cè)量管段及(jí)時(shí)更換:在沒有(yǒu)新測量管(guǎn)段時需采取粗(cū)糙度(dù)修正流出系數(shù)c.
3結語(yǔ)
孔闆流量(liàng)計儀表結(jié)構特點與(yǔ)工作(zuò)原理是導(dǎo)緻其(qí)易于(yú)偏離标準(zhǔn)的主要原(yuán)因，儀(yí)器誤(wù)差(chà)産生于(yú)制造過程，安裝(zhuāng)與長(zhǎng)期(qī)使用的(de)磨損與腐(fǔ)蝕是(shì)導緻(zhì)使(shǐ)用(yòng)與安(ān)裝誤差的主要(yào)原因(yīn).因此，規範(fàn)安裝、使用孔闆(pǎn)流量(liàng)計，正确選(xuǎn)用測(cè)量儀(yí)表，才(cái)能爲儀表(biǎo)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障(zhàng).
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