摘要:普光(guāng)氣田氣質特(tè)殊，高含硫化(hua)氫和二氧化(hua)碳，天然氣計(ji)量采用标準(zhǔn)孔闆流量計(ji) ，存在計量不(bu)穩定以及讀(dú)數偏差較大(dà)等問題。基于(yu) 孔闆流量計(jì) 的結構原理(li)，從孔闆閥選(xuǎn)材、流量計計(jì)算機選擇和(hé)連接部件設(shè)✔️計3方面介紹(shao)了孔闆流量(liang)計在普光氣(qì)田的應用情(qíng)況，最後根據(jù)軟件和硬件(jiàn)2方面因素，分(fèn)析了流量計(ji)量誤差産生(sheng)的原因，并據(ju)此提出了正(zheng)确設置計量(liàng)參數、定期清(qīng)洗孔闆閥、五(wǔ)閥組和引壓(yā)管路等改進(jìn)措施。這些措(cuo)😍施對解決高(gāo)含碗氣田計(ji)🔞量問題具有(yǒu)一定的指導(dǎo)意義。
0引言
　　普(pu)光氣田氣質(zhì)特殊，高含硫(liu)化氫和二氧(yǎng)化碳，硫化氫(qīng)平均體🐪積分(fen)數15. 16%，二氧化碳(tan)平均體積分(fèn)數8.64%，對含酸👣性(xìng)氣體的天然(ran)氣流量準✂️确(que)計量難度很(hěn)大[1]'。天然氣流(liu)量計量是企(qǐ)業生産和經(jing)營管理中的(de)一-項重 要🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的(de)技術基礎工(gong)作，準确計量(liang)不但能公平(ping)地進行貿🙇‍♀️易(yì)結算，而且能(néng)指導改進生(shēng)産工藝，提♉高(gāo)産品質量☀️，降(jiàng)低産品生産(chan)成本。普光氣(qi)田🌍集輸系統(tǒng)采用⁉️保濕混(hùn)輸工藝，選用(yòng)标準孔闆流(liú)量計進行計(jì)量分方數🚩在(zai)氣田投産初(chu)期，存在計量(liang)不穩定及🛀🏻偏(piān)差較大的🆚問(wèn)題。從孔闆閥(fa)選材、流量計(ji)計算機選擇(zé)和連接部件(jiàn)設計3方面介(jie)紹了孔闆流(liú)量計在普光(guang)氣田的應🐉用(yòng)，最後通過🐆軟(ruǎn)件和硬件分(fen)析了流量計(ji)量誤差産生(shēng)的原因，提出(chū)了正确設置(zhi)流量計算參(can)數、定期清♈洗(xǐ)孔闆閥、五閥(fa)組和引壓管(guan)路等🐕改進措(cuò)施。實踐證明(ming)，這些措施可(ke)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻以有效解決(jué)普光氣田流(liu)量誤差問📱題(ti)。
1計量原理及(ji)特點
1.1計量原(yuán)理.
　　标準孔闆(pǎn)流量計的計(ji)量原理爲:基(ji)于流體流動(dòng)的🔴節流原理(li)，以能量守衡(heng)和流動連續(xù)性方程爲基(ji)礎，利用流體(ti)流經标準孔(kong)闆時在其前(qián)、後産生壓差(cha)，通過測量壓(yā)差的大小就(jiù)可以間接地(dì)知道流量的(de)大小。在标準(zhǔn)狀态下天然(ran)氣流量的實(shí)用計算公式(shì)爲:

　　式中，q爲标(biāo)準狀态下天(tiān)然氣體積流(liu)量，m3/s; A,爲秒計量(liàng)系數，視采用(yòng)計🚶量單位而(ér)定，此處A. =311 794x10-6; C爲流(liu)出系數; E爲漸(jian)近速度系數(shu); d爲孔闆直徑(jìng)，mm; Fc 爲🐕相對密度(dù)系數; ε .爲可膨(péng)脹系數; Fz爲超(chāo)壓縮🌈因子; Fr爲(wei)⭕流動溫度系(xi)數; P:爲孔闆上(shang)遊🌈側取壓孔(kǒng)氣流絕對🍉靜(jìng)壓，Pa;Ap爲氣流流(liú)經孔闆時産(chan)生的壓差，Pa。
1.2 結(jié)構及特點
　　标(biao)準孔闆流量(liang)計結構如圖(tu)1所示，包括節(jiē)流元件(标準(zhun)孔闆及其取(qu)壓裝置)、傳輸(shū)壓差信号的(de)引壓管路、閥(fa)門💞以及差壓(yā)計等部分。标(biāo)準孔闆是壓(yā)差測量時的(de)一次元件， 人(ren)們利用它在(zai)管🐕道内使流(liu)體産生壓差(cha)，再通過引壓(ya)管路把孔闆(pǎn)前、後産生的(de)🔴壓差傳送給(gei) 差壓變送器(qi) ，再輸人到二(er)次儀表，從而(er)顯示出管道(dao)内流體的靜(jìng)🔞壓、壓差、瞬⭐時(shi)流量和累計(jì)流量等計量(liang)參數。

　　标準孔(kǒng)闆流量計有(yǒu)以下特點:①孔(kǒng)闆閥結構簡(jian)單，應用技術(shù)成熟，容易掌(zhang)握;②适應性強(qiang)，可實現在線(xiàn)更換、清洗和(hé)檢查孔✍️闆;③性(xìng)能穩定可靠(kao)，使用壽命長(zhǎng);④孔闆爲标準(zhǔn)節流元🔴件，不(bu)需要标定。存(cún)在的🔴缺點主(zhu)要有:①量程比(bǐ)較小;②壓力損(sun)💋失較大;③受影(ying)響因素較多(duō)，不确定度大(da);④對前、後直管(guǎn)段要求高。
2标(biao)準孔闆流量(liang)計在普光氣(qì)田的應用
　　普(pǔ)光氣田集氣(qi)站外輸計量(liang)和集氣總站(zhan)外輸總計量(liàng)選用的慌☎️量(liang)鍾量儀表均(jun)爲孔闆閥流(liu)量計，由孔闆(pan)閥💃、流量計算(suan)機及過程🆚連(lian)接部件3部分(fèn)組成。由于普(pu)光氣田介質(zhi)㊙️爲高含🏃🏻硫化(huà)氫天然氣，且(qie)集輸工藝采(cai)用保濕🌏混輸(shu)工藝⛱️，天然氣(qi)中含水和單(dān)質硫，相對于(yu)常規天然氣(qì)計量，标準孔(kong)闆流量計在(zài)普光氣田的(de)應用中有其(qí)本身的特點(dian)。
2.1孔闆 閥的選(xuǎn)材
　　普光氣田(tian)酸氣外輸采(cai)用的是丹尼(ní)爾孔闆閥，以(yǐ)法蘭取壓标(biāo)準孔闆作爲(wèi)流量檢測元(yuan)件。閥體由上(shàng)、下2部分組成(chéng)，中間滑閥連(lián)通或切斷，設(shè)有密封脂注(zhu)，人機構，下閥(fa)腔與🤩孔闆上(shang)遊連通。當孔(kong)闆閥正常工(gōng)作時，滑閥關(guan)閉，下閥腔壓(yā)力與上遊管(guan)内壓力相等(děng)，上閥腔壓力(li)與大氣壓力(li)相等，在上、下(xià)閥🐕腔之間産(chǎn)生✂️較大的壓(yā)力差，此壓力(li)差作用🈚在滑(huá)閥下方，從而(er)增強其密封(feng)性。孔闆閥底(di)部設有排污(wu)閥，用于定期(qi)吹掃排除閥(fa)内污物。上閥(fá)腔亦設置有(you)放氣孔，可排(pái)出㊙️上閥腔内(nei)介質。孔闆閥(fa)💋可實現💘在線(xian)更換、清洗和(he)檢❌查孔闆，其(qí)操作也㊙️靈活(huo)方便。爲保證(zhèng)在普光高含(han)硫化氫工況(kuang)下孔闆閥的(de)性♋能滿足要(yào)求，并确保其(qi)使💜用壽命和(hé)安全生産，孔(kǒng)闆閥上、下腔(qiāng)間的密封件(jiàn)采用全硬密(mì)封結構，閥闆(pǎn)和閥座均采(cǎi)用✉️316L材質，标準(zhun)孔闆片采用(yong)In-conel625材質，可有效(xiao)防止硫化物(wu)應力開裂和(hé)氫緻開裂。
2.2流(liú)量計算機選(xuan)擇
　　對于高含(hán)硫化氫氣田(tián)來說，一個重(zhong)要的原則就(jiu)是✨盡量❓減少(shao)動靜密封點(diǎn)，從而降低洩(xiè)漏風險。普光(guang)氣田地面集(jí)🍓輸系統選用(yòng)的流量計算(suan)機爲艾默生(shēng)的FLOBOSS103流量計算(suan)機，集成壓差(chà)、靜壓雙🍓變量(liang)變送器、RTD 溫度(du)變送器 和流(liu)量計算功能(néng)于- -體。　　FLOBOSS103檢測孔(kǒng)闆兩側壓差(cha)及管道靜壓(yā)🔞，并通過 Pt100 熱電(dian)阻 采集流體(tǐ)溫度，可以就(jiu)地顯示這些(xiē)測量值，同時(shí)也可通過标(biāo)準🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的MODBUSRTU協議和(hé)RS485通信接口将(jiang)參數值傳給(gěi)站控SCADA系😘統。可(ke)以接收上♉位(wei)機控制系統(tǒng)下載的氣體(tǐ)組分信息，也(yě)可由MODSCAN32軟件通(tong)過串口通信(xìn)向⭐FLOBOSS103内寫入氣(qì)體組分信息(xi)，還可通過💁配(pèi)置軟件✊ROCLINK 800人工(gong)輸入組分信(xin)息。
　　雙變量變(biàn)送器(DVS) 采用成(cheng)熟可靠的羅(luó)斯蒙特電容(rong)元件⛷️技術測(ce)量壓差。同時(shi)利用壓阻和(he)矽傳感器技(ji)術☀️檢測靜壓(ya)，測量的過程(chéng)值精确、穩定(dìng)和可重複性(xìng)好。其專用微(wei)處理器使用(yong)存儲在永久(jiǔ)存儲器中的(de)特征化數據(jù)對原始傳🍉感(gan)器信号進行(hang)線性化和校(xiao)正。讀數存儲(chu)于🏃🏻FLOBOSS103的内部模(mo)拟🔞輸入點中(zhong)，通過中斷的(de)方✨式向變送(sòng)器🈲的處理器(qi)發送數♈據。RTD 溫(wēn)度變送器采(cǎi)用鉑電阻P100來(lai)采集現場流(liu)體溫度，測量(liàng)範圍爲-40~240 C,精度(dù)等⚽級爲+0.2 C。
2.3過程(chéng) 連接部件
　　過(guo)程連接部件(jian)主要是指2個(ge)1/4NPT的取壓閥、五(wǔ)閥組以及引(yin)壓管路。雙變(bian)量變送器(DVS)底(dǐ)部采用NPT内螺(luo)紋連接孔闆(pǎn)上的引壓管(guan)👣。上、下👣遊管線(xiàn)通常連接到(dào)孔闆的高㊙️、低(dī)壓側。由于連(lian)接部件均爲(wèi)長🐕期接觸高(gao)含硫化氫天(tian)然氣的📐部件(jian)，且天✊然氣爲(wei)濕氣，故不同(tong)于-般的天然(rán)氣計量場合(hé)。普光氣田現(xian)場的取壓閥(fa)、五閥組和引(yin)壓管均采用(yòng)哈氏合金材(cái)質，且連接部(bu)件的孔徑較(jiao)大，如引壓管(guan)路内徑爲12 mm,以(yi)防止沉積的(de)單質硫等雜(zá)質堵塞引壓(yā)管路。
3誤差分(fen)析
　　普光氣田(tián)實際生産中(zhong)，天然氣外輸(shu)計量采用的(de)标準🌈孔闆流(liu)量計存在計(jì)量不穩定、讀(dú)數偏差較大(da)等問題，各集(ji)氣站場的天(tiān)然氣外輸計(jì)量總和與集(ji)氣總站分🏒線(xiàn)外輸總計量(liàng)存在輸差問(wèn)題✍️。針對這一(yī)實際情況，從(cong)軟件和硬件(jian)2方面展開分(fèn)析。
3.1軟件問題(ti)産生的計量(liàng)數據誤差
　　采(cǎi)用标準孔闆(pan)流量計測量(liang)天然氣流量(liàng)，其流量值與(yǔ)天然氣組分(fen)、壓差、壓力和(he)溫度等參數(shù)有關。流量測(cè)量系統若未(wei)能嚴格按計(ji)量标準要求(qiu)配置相應的(de)測量💁儀表，流(liu)🥵量計算㊙️時氣(qì)體壓力、溫度(dù)和天然氣組(zu)分的變化未(wèi)能得🏃🏻‍♂️到完全(quán)補🤩償，則會造(zào)成流量計㊙️精(jing)度下降，形成(chéng)測量誤差。檢(jiǎn)查普光氣田(tian)現場使用的(de)流量計算機(jī)計算軟件，其(qi)符合國家标(biao)準，測✌️量系統(tǒng)完全滿足标(biāo)準孔闆流量(liàng)計計量标準(zhun)，其測量誤差(cha)基本可以忽(hu)略不計，所以(yi)在采用的計(jì)量标準方面(miàn)，普光氣🔞田現(xiàn)場使用标準(zhǔn)孔闆流量計(jì)符合要求，不(bu)是産生誤差(cha)的原因。
　　标準(zhun)孔闆測量是(shì)通過節流取(qǔ)壓差，引壓管(guan)高壓側爲靜(jìng)壓，軟件根據(ju)靜壓、壓差、溫(wēn)度、氣體組分(fèn)、孔闆孔徑和(hé)管徑等參數(shu)計算流量計(ji)值。在軟件中(zhōng)可以對這些(xie)參👈數進行設(she)置，若其中有(you)-一個參數不(bú)準确，都會引(yǐn)起流量不準(zhǔn)确💜。現場通過(guò)流量計配置(zhì)軟件檢查各(gè)流量計參數(shu)的配置情況(kuàng)，設置值均與(yǔ)現場實☀️際情(qíng)況相符㊙️。同💔時(shi)，根據現場采(cai)集到的溫度(du)、壓力、壓🐆差及(ji)軟件中配置(zhì)的管徑✌️、孔徑(jìng)等參數，然後(hòu)根據國際計(jì)量标準AGA8氣體(tǐ)壓縮因子計(ji)算方式計算(suàn)出的流🏃🏻量與(yǔ)流量計測量(liàng)值非📐常接近(jin)，若以上有任(rèn)何參數設置(zhi)不正确，就會(huì)造成氣體計(ji)量不準确[4-5]。随(sui)着高含🌏硫氣(qì)田的開發，氣(qi)體中硫化氫(qīng)含量不斷增(zēng)布，想成氣體(tǐ)🚶計量誤差不(bu)斷增大,通過(guo)🏃‍♂️及時更新氣(qi)體組分數據(jù)，基本保證了(le)氣體流量計(jì)量的準确性(xìng)。
3.2硬件問題産(chan) 生的計量數(shù)據誤差
　　現場(chǎng)生産實踐表(biao)明，标準孔闆(pǎn)流量計會因(yīn)爲标準孔✏️闆(pan)㊙️、五閥組、引壓(ya)管路等硬件(jian)出現異常，導(dao)緻流量計量(liang)不準确，“下 面(miàn)分别進行分(fèn)析。
3.2.1标準孔闆(pǎn)
　　對孔闆進行(hang)研究後發現(xiàn)，普光氣田生(shēng)産現場85%以上(shang)的标準💰孔闆(pan)均受到了不(bú)同程度的刮(gua)傷、變形，觀察(chá)⛹🏻‍♀️上、下✂️遊直管(guan)段，管道内壁(bì)沉積了大量(liàng)的單質硫，導(dǎo)闆周圍出現(xiàn)腐蝕、碳化，且(qiě)有雜☁️質附着(zhe)。
　　普光氣田現(xiàn)場作業較多(duo)，關井之後重(zhong)新開井的過(guò)程比❤️較迅👨‍❤️‍👨速(su)，造成孔闆受(shou)天然氣的強(qiang)力沖蝕或機(jī)械磨損而産(chan)生🐪劃傷、變形(xing)，孔闆的光潔(jié)度下降，入口(kou)💰的尖銳🥰程度(dù)變圓，使其🌏圓(yuán)弧半徑不能(neng)滿足标準要(yao)求，使得計量(liàng)數據比🧡實際(jì)流量偏低;孔(kǒng)闆閥和直管(guǎn)㊙️段内部附着(zhe)❗單質硫之後(hòu)，氣體不能形(xíng)♌成穩定的牛(niú)☎️頓流體，造成(chéng)計量誤差;孔(kong)闆在天然氣(qi)沖擊過程中(zhong)🚶，不同程度地(dì)産生了偏心(xīn)，同時導闆周(zhou)圍出現的腐(fǔ)🌈蝕🧑🏽‍🤝‍🧑🏻、碳化和雜(zá)質沉澱等因(yīn)素，也會嚴重(zhòng)影響流量計(jì)量的準确性(xìng)。通過嚴格執(zhi)行操作規程(chéng)，按照操🛀🏻作步(bù)驟平穩操作(zuò)，确定開井方(fang)式;同時定期(qi)清✔️洗孔闆閥(fa)、計量直管段(duan)等方式可以(yi)🍓有效解決上(shang)述問題。普光(guang)氣田某集氣(qì)站氣體流量(liàng)💛計量不準确(que)，誤差很大,通(tōng)過拆卸孔🌈闆(pǎn)閥和直管段(duàn)，發現内部有(you)許❤️多單質硫(liú)沉積。清洗孔(kǒng)闆閥和直管(guan)段後，氣體流(liú)量恢複正常(chang)🥵。
3.2.2 五閥組
　　在生(sheng)産過程中，需(xū)要定時對孔(kong)闆流量計進(jin)行排污。通過(guo)對 五閥組 進(jin)行解體檢查(cha),發現内部存(cun)在單質硫等(deng)雜質，造成五(wǔ)閥組中的平(ping)衡閥關不嚴(yán)，形成内漏，影(yǐng)響孔闆流量(liang)計的上、下遊(you)取壓，導緻壓(ya)差信号變小(xiao)，儀表計量偏(piān)低。此類問題(ti)🔅可通過⭐清洗(xǐ)或💚更換新的(de)五閥組得以(yǐ)解決。
3.2.3 儀表引(yin)壓管路
　　普光(guang)天然氣會析(xī)出單質硫，單(dan)質硫在引壓(ya)管路中‼️沉積(ji)、固化✔️，會引起(qǐ)引壓管路堵(du)塞，不能正常(chang)取壓，孔闆流(liú)量計💔不能⭕及(ji)時得到正确(què)的靜壓和壓(ya)差,從而造成(chéng)計量偏差。前(qian)期在普光氣(qi)田現場‼️生産(chan)過程中🔆經常(chang)出現流量計(jì)示值長期不(bú)變化的情況(kuàng)。對此,采取在(zai)孔闆流☔量計(jì)引壓管線、五(wu)閥組等部位(wèi)安裝電伴熱(rè)裝置的辦❗法(fǎ)，減少單質硫(liú)在引壓管路(lu)中的析🏃‍♀️出、沉(chén)積，防止引壓(ya)管路堵塞。同(tong)時定期對引(yin)壓管路進行(háng)放空、清洗，确(què)保🧑🏾‍🤝‍🧑🏼引壓管路(lù)不堵塞。
4結束(shu)語
　　由于普光(guāng)氣田氣質的(de)特殊性，前期(qī)生産過程中(zhong)更多的關注(zhu)在選材和防(fang)腐方面，對造(zào)成計量偏差(cha)的因素估計(ji)不足，導緻計(ji)量偏差較大(dà);後期采取設(she)定正确的計(ji)算參數，定期(qī)清洗孔闆閥(fa)、五閥組和引(yǐn)壓管線等措(cuo)施後，圓滿解(jiě)決了計量偏(piān)差問題。總體(tǐ)而言，類似普(pu)光氣田的工(gong)況使用标準(zhun)孔闆流量計(jì)需注意以下(xia)問題🔴:①設定正(zheng)确的流量計(ji)算參數，及時(shi)修正氣體組(zu)分參數;②定期(qī)對标準孔闆(pan)進行檢查、清(qīng)洗，發現問題(ti)後及時更換(huàn);③定期對五閥(fá)組及其引壓(yā)管路進行排(pái)污驗漏檢查(cha)，冬季氣🍉溫下(xià)降易發生凍(dòng)堵和硫沉積(ji)，需增加排污(wū)次數。若發現(xiàn)五閥組及引(yǐn)壓管路堵塞(sāi)，應及時清洗(xi)或更換，保證(zhèng)其正常運行(hang)。

以上内容源(yuan)于網絡，如有(you)侵權聯系即(jí)删除!