摘要：天(tiān)然氣生(sheng)産與貿(mao)易計量(liang)中仍然(rán)大量采(cǎi)用标準(zhun)孔闆流(liu)量計 ，其(qí)在實際(jì)應用中(zhong)需要規(gui)範操作(zuò)、嚴格管(guan)理才能(néng)确保計(jì)量的💃有(you)效和準(zhǔn)确。重點(diǎn)介紹标(biāo)準孔闆(pan)流量計(jì)在實際(ji)應用及(ji)日常管(guan)理中的(de)注意事(shì)項。
一、引(yǐn)言
　　标準(zhǔn)孔闆流(liú)量計是(shi)天然氣(qi)行業中(zhong)使用最(zui)多，并已(yǐ)标💰準化(huà)的檢測(cè)元件,在(zai)嚴格按(àn)标準制(zhì)造、安裝(zhuang)和使用(yong)的條件(jian)下,無需(xū)進行實(shi)流檢定(ding).也能在(zai)已知的(de)不确定(ding)度🔴範圍(wei)内☁️進行(háng)流量測(ce)量😘。這一(yī)突出的(de)優點使(shi)孔闆流(liu)量⛱️計在(zai)今後-定(dìng)時期内(nèi)，仍将在(zai)天然氣(qì)流量計(jì)量中占(zhan)有重要(yào)地位。
二(èr)、孔闆計(jì)量選型(xing)及優缺(que)點
1.孔闆(pan)流量計(jì)計量儀(yi)表選型(xíng)
　　孔闆流(liu)量計 由(you)節流裝(zhuāng)置、導壓(ya)管路系(xi)統、差壓(ya)計組成(chéng),具有結(jie)構簡🐅單(dan)、制造容(róng)易,安裝(zhuāng)、使用和(hé)維護方(fāng)便,可靠(kao)性高等(děng)特點。一(yi)般✊正常(chang)情況下(xia),其測量(liang)精度能(néng)滿足GB/T2624-1993(流(liú)量測量(liang)節流裝(zhuāng)置用孔(kǒng)闆、噴嘴(zuǐ)和文丘(qiu)裏管測(ce)量充滿(mǎn)圓管的(de)流體流(liu)量(替代(dài)GB2624-1981))和石油(you)部⛷️SYL04-1983(天然(ran)氣流量(liàng)測量的(de)标準孔(kǒng)闆計量(liang)方法.升(shēng)級㊙️爲SYT6143-1996)标(biāo)準的要(yao)求。使用(yong)孔闆流(liu)量計時(shí)各計💁量(liàng)點的主(zhu)要區别(bié)在于二(er)次儀表(biao)的選型(xíng)配制❌，最(zuì)常見的(de)有兩🌐種(zhong)類型:--是(shì)采用雙(shuang)波紋管(guan)差壓計(jì)記錄靜(jìng)壓、差壓(yā),求出靜(jìng)壓和差(cha)壓的全(quán)天平均(jun1)值,玻璃(lí)棒溫度(dù)計測量(liang)溫度,人(rén)工采樣(yang)的平均(jun1)值📧作爲(wei)溫度值(zhi);二是 差(cha)壓變送(sòng)器 與溫(wen)度、 壓力(li)變送器(qi) 加智能(neng)計算儀(yí)，實現天(tian)然氣流(liu)量測量(liàng)和計算(suan)的自動(dong)控制及(ji)管理。雙(shuang)波紋管(guan)差壓、靜(jìng)壓記錄(lù)儀和玻(bo)璃棒溫(wēn)度計是(shì)機🔅械式(shì)熱工儀(yí)表,精度(dù)差;并且(qie)需要人(ren)工求積(ji)來計算(suàn)小時、日(ri)平均值(zhi)、累積值(zhí),人爲涉(shè)及的因(yīn)素太多(duō),天然氣(qì)的流量(liang)計算無(wu)法嚴格(gé)按照标(biao)準執行(háng);而智能(neng)🔴變送器(qì)則可以(yi)實現在(zài)線💋實時(shí)檢測積(jī)算,完全(quán)符合☁️标(biāo)準規定(ding)的數學(xue)模型和(hé)計算方(fāng)👣法。
2.孔闆(pǎn)流量計(jì)優缺點(diǎn)
　　孔闆流(liu)量計按(an)照是否(fǒu)可以帶(dài)壓更換(huan)孔闆，分(fèn)爲-體式(shì)孔闆流(liú)💰量計和(he)高級孔(kong)闆流量(liàng)計(高級(ji)孔闆閥(fá))。優點:原(yuan)‼️理簡明(míng),應用技(ji)☁️術成熟(shú)，容易掌(zhang)握;适應(yīng)性強,更(geng)🌈換孔闆(pǎn)即可實(shí)現不同(tóng)流量的(de)測量;性(xìng)能穩定(dìng)可靠,使(shi)用壽命(mìng)長;孔闆(pǎn)爲标準(zhǔn)節流件(jiàn),标定方(fang)便簡單(dan)。缺點:量(liang)程比小(xiao),一-般爲(wei)3:1-5:1;壓力損(sun)失較大(dà);計量精(jing)度受影(ying)響因素(su)較多🧑🏾‍🤝‍🧑🏼;前(qián)後直管(guǎn)段要求(qiú)長,占地(di)面積大(da)。
三、引起(qi)孔闆計(jì)量誤差(chà)的主要(yào)因素
1.計(ji)量儀表(biao)誤差
　　采(cai)用孔闆(pan)流量計(ji),對孔闆(pǎn)加工的(de)技術要(yào)求十分(fen)嚴🔱格💛,必(bi)須符合(hé)⭕GB2624-1981或SY/T6143-2003(用标(biao)準孔闆(pǎn)流量計(ji)測量天(tian)然氣流(liú)量)标準(zhun)中的規(gui)定,否則(zé),會給天(tian)然氣流(liu)量測量(liàng)結果帶(dai)來很大(dà)的誤差(chà)。孔闆的(de)偏心和(hé)彎曲是(shi)孔闆的(de)制🏃‍♂️造安(ān)裝和使(shǐ)用中影(ying)響計量(liàng)儀表精(jing)度的🔅主(zhǔ)要因素(sù)💋,有關實(shi)驗表明(ming),孔闆彎(wan)曲造成(chéng)的最大(dà)誤差爲(wei)3.5%。孔闆安(an)裝盡管(guǎn)安裝規(gui)範--般都(dōu)能夠掌(zhang)握,但有(you)些細節(jie)往往沒(mei)有引📧起(qi)重視,導(dao)緻較🥰大(da)的計量(liàng)誤差。如(ru)密封墊(nian)片内孔(kǒng)未按環(huán)室尺寸(cùn)加工,墊(niàn)片伸出(chū)環室,幹(gan)擾流體(ti)穩定流(liu)動:導壓(ya)管走向(xiang)不合🚶理(lǐ),差壓無(wu)法順㊙️利(lì)傳導;平(ping)衡器安(an)裝水平(píng)精度低(dī)，直接産(chǎn)生計👈量(liang)誤差等(deng)。
2.節流裝(zhuang)置的突(tu)出物
　　節(jiē)流裝置(zhì)中伸入(rù)管内的(de)墊片焊(hàn)縫等也(yě)會引起(qi)測量誤(wù)差,誤🐇差(cha)大小與(yǔ)突出物(wu)位置、孔(kong)闆與突(tū)出物的(de)距離以(yi)及🍓突出(chū)等有關(guān)。有關實(shí)驗表明(ming)，當β=0.7,突出(chu)物位于(yu)孔闆上(shàng)遊管徑(jing)2倍時,産(chǎn)生誤差(cha)最大㊙️;若(ruo)突出物(wu)位于孔(kong)闆上遊(yóu)處,誤差(chà)🐆爲16%-50%。若位(wei)于下遊(yóu)，則對計(ji)量精度(du)的影響(xiǎng)相對較(jiào)小。
3.使用(yòng)條件變(biàn)化引起(qǐ)的誤差(cha)
　　這種誤(wu)差主要(yao)是由脈(mò)動流現(xiàn)象和超(chāo)量程、流(liu)程頻繁(fán)波動問(wen)題引起(qi)的。管道(dao)中氣體(tǐ)流速和(he)壓力發(fā)生突然(rán)🔞變化，造(zào)成脈動(dong)💔流，引起(qi)差壓波(bō)動，當節(jiē)流裝置(zhì)上出現(xiàn)明顯的(de)脈動流(liu)時,計量(liàng)可能産(chan)生較大(da)誤差，有(you)關文獻(xiàn)指出脈(mò)動流引(yin)起的誤(wù)差最大(dà)可達20%-30%。此(ci)外,由于(yu)小用戶(hù)用氣不(bú)均衡，氣(qì)量瞬間(jian)發生急(ji)劇變化(hua)♻️,都會導(dǎo)緻差壓(ya)波動。超(chao)量程問(wèn)🔅題大多(duō)數是由(you)👈于季節(jie)不同,用(yong)㊙️量發生(shēng)🙇🏻變化引(yin)🚩起的,冬(dōng)天時流(liu)量大，夏(xia)天時💃🏻流(liú)量小，有(you)可能超(chao)🌈過所選(xuǎn)儀表的(de)量👅程，從(cong)而引起(qǐ)誤差:同(tóng)時,城市(shi)用氣而(er)無調峰(fēng)設施的(de)計量裝(zhuang)置.當流(liú)量随時(shí)間頻繁(fan)👈波動時(shí),将會直(zhi)接影響(xiǎng)🈲對天然(ran)氣計量(liang)的精度(du)。
4.氣質條(tiáo)件引起(qǐ)的誤差(cha)
　　天然氣(qì)從地層(céng)中采出(chu)來,雖然(ran)經過分(fen)離、除塵(chén)或過濾(lǜ)，但由于(yu)㊙️處理不(bú)徹底或(huo)集氣管(guan)網和輸(shu)氣幹線(xian)内腐蝕(shi)物的⛹🏻‍♀️影(yǐng)響，使得(dé)天然氣(qì)中混有(you)少量的(de)液體或(huo)固體雜(za)質，這些(xie)雜質易(yì)聚集在(zai)孔闆截(jié)面收縮(suō)流速突(tu)變的孔(kǒng)口銳邊(biān)上，而孔(kong)闆流量(liàng)計對孔(kǒng)闆銳邊(bian)、截面及(ji)流線的(de)變化非(fēi)常的敏(min)感。此外(wài),天然氣(qì)中的雜(zá)質還會(huì)對孔♉闆(pan)産生沖(chong)刷和腐(fǔ)蝕,特别(bié)是對孔(kǒng)闆直🔞角(jiǎo)人口邊(bian)緣和測(ce)量管内(nèi)壁的沖(chòng)刷腐蝕(shi)特别嚴(yán)重,這将(jiāng)影響到(dào)孔闆直(zhi)角人口(kou)邊緣圓(yuan)弧半徑(jing)和測量(liàng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻管内壁(bi)相對粗(cū)糙的規(guī)定标準(zhun),孔闆流(liú)出系數(shù)也将發(fā)生變化(huà)，使測量(liàng)精度達(da)不到要(yào)求。天然(ran)氣的含(han)水量也(yě)對天然(ran)氣計量(liang)精度有(you)着很大(da)的影響(xiǎng)。工程實(shi)👌驗站用(yong)注水後(hou)的孔闆(pan)流🔴量計(ji)⭕進行計(ji)量得到(dào)了:①用孔(kǒng)闆流量(liàng)🚶‍♀️計測量(liàng)氣體流(liu)量,當氣(qi)體中央(yāng)帶少量(liàng)液體時(shí),流量測(cè)量不确(que)定度偏(piān)高,測量(liang)🏃‍♀️的濕氣(qì)流量🔴随(sui)🍓β的增加(jia)而減少(shao),在β比爲(wèi)0.7時,測得(de)的流量(liang)偏差爲(wei)-1.7%;②當夾帶(dài)少量液(ye)體時,在(zài)β比爲0.5時(shí),表明孔(kong)闆性能(neng)較好，但(dàn)是應将(jiang)夾帶液(yè)體在孔(kǒng)闆上遊(yóu)脫出,以(yǐ)獲得最(zui)佳的計(jì)🌂量性能(néng);③用舊的(de)孔闆流(liú)量計測(cè)量濕氣(qì),流量計(ji)量值将(jiāng)降低3%。
5.其(qi)他引起(qi)的誤差(chà)
　　其他誤(wù)差因素(su)有管道(dào)洩露、人(ren)爲破壞(huai)、管理不(bu)嚴、不合(he)㊙️理🌈的積(jī)算㊙️和取(qu)值方法(fǎ).計量:工(gōng)況偏離(li)标準規(gui)定條件(jian)。計算📞方(fāng)法本身(shēn)不合理(lǐ),對溫度(du)、壓力氣(qì)體組成(cheng)的變化(hua)沒有自(zì)動補償(chang)等，也是(shi)引起天(tian)然氣計(ji)量誤差(chà)的原因(yin)。特别是(shi)管🌈道洩(xie)漏引🛀起(qi)的誤差(chà)也相當(dang)大。例如(rú)，節流裝(zhuāng)置前後(hou)的差壓(ya)一般都(dōu)很小(0~60kPa),管(guǎn)道壓力(lì)🔴往往是(shì)它的幾(ji)十倍,如(rú)發生導(dǎo)壓管洩(xie)漏或堵(du)塞,不僅(jin)給計量(liàng)帶來誤(wù)差,而且(qiě)🌈會損壞(huai)差壓變(bian)送器。輸(shu)氣系統(tong)的洩漏(lòu)有3種類(lei)型:偶然(ran)性洩漏(lou)、長期性(xìng)洩漏和(he)普通運(yun)行洩漏(lou)。偶然性(xing)洩漏是(shi)指由于(yu)輸氣系(xi)統在長(zhang)期運行(hang)過程中(zhōng)的腐蝕(shí)和輸配(pei)設備安(an)❄️裝不當(dang)或設備(bei)發生故(gù)障所導(dao)緻的洩(xiè)🏒漏。長期(qi)性洩漏(lòu)是由于(yú)輸配氣(qi)站本身(shen)工藝設(she)計的不(bú)合理或(huo)設備質(zhi)量不好(hao)導緻的(de)洩漏。普(pu)通運行(hang)洩漏是(shì)指由于(yú)某些站(zhàn)場😘管部(bù)件本身(shēn)設計不(bú)當造成(cheng)腐蝕從(cóng)✉️而引發(fa)的洩漏(lòu)🐅,輸氣系(xì)統的洩(xiè)漏絕大(dà)部分屬(shǔ)🔅于偶然(rán)性洩漏(lòu)。造成輸(shu)氣系統(tǒng)發生洩(xie)漏的主(zhu)要原因(yīn)包括:輸(shū)氣管道(dào)和部件(jiàn)長期暴(bao)💯露于酸(suan)性氣體(tǐ)環境中(zhong)，造成硫(liu)化氫腐(fǔ)☀️蝕;天然(rán)氣中的(de)HS.CO2等酸性(xìng)氣體和(hé)H20、O2等組分(fèn)🌐達不到(dào)輸氣系(xì)統對氣(qì)質的要(yào)求造成(cheng)輸氣管(guan)道和部(bù)件内壁(bi)腐🐉蝕;輸(shū)氣管道(dào)制管質(zhì)量差導(dǎo)緻管道(dào)螺旋焊(hàn)縫的斷(duàn)⛱️裂;輸氣(qi)管道和(he)部件安(an)裝和焊(hàn)接質量(liàng)差導緻(zhì)管道✌️環(huan)行焊縫(feng)和管、件(jiàn)之間焊(hàn)縫的斷(duan)裂等等(děng)📱。
四、消除(chú)計量誤(wù)差的改(gai)進措施(shī)
1.孔闆加(jiā)工及安(ān)裝
　　嚴格(ge)按照标(biāo)準加工(gong)孔闆,正(zheng)确安裝(zhuāng),合理選(xuan)擇壓差(chà)量程嚴(yan)格按照(zhao)GB2624-1981或SY/Y6143-1996标準(zhǔn)中的規(gui)定加工(gong)孔闆。孔(kong)闆節⭐流(liu)裝置在(zai)使用🌈前(qián)的安裝(zhuāng)中應按(an)照标準(zhǔn)安裝設(shè)計,根據(ju)孔闆前(qian)阻力件(jian)形式配(pèi)接足夠(gou)長度的(de)直管段(duan)🏃‍♂️，一般應(ying)至少前(qian)30D。當場地(dì)不允許(xu)🌂時,必須(xu)在♌孔闆(pan)前的🔴直(zhí)管段上(shang)安裝整(zhěng)流器。孔(kong)闆人口(kǒu)端面♈必(bi)須與管(guǎn)道♉線垂(chuí)直,其偏(piān)差不能(néng)超過10。安(an)裝♉時孔(kong)闆嚴禁(jin)反向，要(yao)正确使(shǐ)用🏃🏻和選(xuǎn)擇壓差(cha)計，當壓(yā)差計工(gong)作量程(cheng)在30%以下(xia)🍓時,必須(xu)及時更(geng)換🈲壓差(cha)計的量(liang)程或✊孔(kǒng)⭐闆規格(gé)。法蘭取(qǔ)壓時β值(zhi)應在0.2~0.75,角(jiǎo)接取壓(yā)時β值應(yīng)在0.4-0.6。
2.氣流(liú)脈動誤(wu)差消除(chu)
　　消除脈(mo)動流,減(jiǎn)小脈動(dong)影響,合(he)理解決(jue)超量可(kě)以采用(yòng)以下方(fāng)法消除(chú)脈動流(liu).減小脈(mò)動流的(de)影響。
(1)采(cǎi)用分離(li)除塵器(qi)加強氣(qi)水分離(lí);從管線(xiàn)中除去(qu)遊離液(yè)體,及時(shi)吹掃排(pai)出管道(dào)内積液(yè),确保天(tiān)然氣計(jì)量準确(que)性。
(2)控制(zhi)計量管(guǎn)段下流(liú)閥。實踐(jiàn)證明，控(kòng)制下流(liu)閥能有(you)效的抑(yì)制脈動(dong)流,同時(shi)對各類(lei)脈動源(yuán)引起的(de)壓差波(bo)動都有(you)抑制🤞作(zuò)用。
(3)加裝(zhuāng)緩沖罐(guan)或設置(zhi)專門]脈(mo)動消減(jian)器，抑制(zhì)脈動源(yuán)♊引起的(de)差壓🐕波(bō)動;提高(gāo)差壓和(he)孔徑比(bi);安裝調(diào)壓閥穩(wěn)定輸出(chū)🌐壓力🔞,從(cóng)而減小(xiǎo)脈動對(duì)計量的(de)影響。
(4)在(zài)滿足計(ji)量能力(lì)的條件(jiàn)下,應選(xuǎn)擇内徑(jìng)較小的(de)測量管(guan)，使Apβ在比(bǐ)較高的(de)雷諾數(shu)下運行(hang)。
(5)采用短(duan)引壓管(guan)線,盡量(liang)減少引(yin)壓管線(xiàn)系統中(zhōng)的阻力(lì)件❌,并使(shǐ)上下遊(yóu)管線長(zhang)度相等(děng)，以減少(shǎo)系統中(zhōng)産生諧(xie)振和壓(yā)力脈動(dòng)振幅的(de)增加。
五(wǔ)、孔闆計(ji)量參數(shù)的上傳(chuán)及流量(liàng)計算
　　現(xian)場安裝(zhuāng)孔闆閥(fa),差壓變(biàn)送器， 溫(wēn)度變送(sòng)器 ,壓力(li)變送器(qì)。控制室(shì)内站控(kòng)PLC系統有(you)專用的(de)計量模(mo)✉️塊，可讀(dú)取其⛹🏻‍♀️他(tā)模拟量(liàng)模闆采(cǎi)集的流(liú)量相關(guan)參數，包(bao)括差壓(yā)🍓、壓力、溫(wen)度，完成(chéng)對流量(liang)的計算(suàn),溫度壓(yā)力補償(cháng),這🏃‍♂️種方(fang)式㊙️在控(kong)制成本(běn)的同時(shi)可保證(zheng)一定的(de)精度;控(kong)制室内(nei)有1746系列(liè)PLC，模拟量(liang)采集模(mó)闆💰1746-NI8負責(zé)采集⛷️差(cha)壓、壓力(li)、溫📱度。MVI46-AFC流(liú)量計算(suan)💚機模闆(pan),支持8路(lù)流量計(jì)量🆚,流量(liàng)累積。PLC處(chu)理器将(jiang)I/0模闆采(cǎi)集的差(cha)壓、壓力(lì)、溫度數(shù)㊙️據通過(guò)槽💰架背(bèi)闆☔傳給(gěi)MVI46--AFC，完成流(liú)量的計(jì)算後再(zài)通過背(bei)闆将結(jie)果傳給(gěi)處💜理器(qi),供PLC邏輯(ji)程序使(shi)♍用、工控(kòng)機顯示(shi)或上傳(chuán)SCADA系統。
六(liu)、孔闆流(liú)量計日(rì)常管理(li)
(1)加強日(rì)常管理(li)，對參數(shu)進行合(he)理修正(zhèng)在日常(chang)生産中(zhōng)✉️應🔞定期(qī)對孔闆(pan)進行清(qing)潔、維修(xiu)或撒換(huan)并且對(duì)測量流(liú)量進行(háng)修正,在(zai)孔闆流(liú)量計日(rì)常使用(yong)過程中(zhōng),要确保(bǎo)⭕準确的(de)🈲計量,應(yīng)至少每(měi)月--次清(qīng)洗檢測(ce)孔闆、檢(jiǎn)查儀表(biǎo)零點.儀(yi)表D/A轉換(huan)通道核(hé)對流量(liang)計算程(cheng)序⭐,對有(you)坑蝕及(jí)劃痕的(de)孔闆應(ying)及時更(geng)換。從節(jiē)流裝置(zhi)不确定(ding)度的計(ji)🙇🏻算公式(shi)可以看(kàn)出,天然(ran)氣的壓(yā)力、密度(du)、溫度和(he)壓縮系(xi)數的變(bian)化将直(zhí)接影響(xiang)到測量(liàng)的精🎯度(du)。因此,應(ying)該選擇(zé)合适的(de)儀表來(lai)測量天(tiān)然氣的(de)🔴壓力、密(mi)度溫度(du)等特性(xing)參數。
(2)孔(kǒng)闆流量(liàng)計測量(liàng)範圍一(yi)般爲3.5:1,而(ér)實際工(gōng)況并不(bu)都💋在此(cǐ)範圍🐕,一(yi)旦超過(guo)測量範(fàn)圍，必将(jiang)引起測(cè)量誤差(cha)。孔闆差(cha)壓變送(sòng)器差壓(yā)範圍應(ying)控制在(zai)其量程(cheng)的10%以内(nei)，例如,差(chà)壓變送(song)器量程(chéng)爲0-60kPa,日常(chang)計量😄中(zhong)差壓工(gōng)作範圍(wei)應保持(chi)在6kPa~54kPa,如超(chāo)出該量(liang)程範圍(wei)将影響(xiǎng)計量精(jīng)度。
(3)根據(jù)場站下(xia)遊用戶(hu)用氣量(liàng)的不斷(duan)變化，提(ti)前加工(gong)制作不(bu)同規格(gé)孔闆,每(mei)塊孔闆(pǎn)都可以(yǐ)計算出(chū)對應流(liu)量範圍(wei),場站可(ke)根✏️據氣(qì)量變化(huà)及時更(geng)換孔闆(pǎn)。以📱此實(shí)現節流(liu)裝置産(chan)品🔆系列(liè)化、标準(zhun)化✉️,有利(lì)于提高(gāo)節流裝(zhuang)置計量(liang)的精度(dù)。
(4)定期檢(jian)查孔闆(pan)導壓管(guan)是否存(cun)在鏽蝕(shí),觀察導(dao)壓管是(shì)🌈否有堵(dǔ)塞、洩漏(lou)等現象(xiàng),--旦發現(xian)立即整(zheng)改,以确(que)保📧計量(liang)👄精度。
(5)場(chang)站值班(bān)人員定(dìng)期檢查(cha)孔闆流(liú)量計的(de)差壓、壓(yā)力、溫度(du)變送器(qi)現場工(gong)作是否(fou)正常，控(kong)制室上(shang)傳參數(shu)及現場(chǎng)顯示是(shì)否一緻(zhì),孔闆瞬(shun)時流量(liang)是否穩(wěn)定等。這(zhe)些都是(shì)影響孔(kong)闆計量(liàng)精度的(de)主要因(yin)素。

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