[摘要]現場(chang)使用的孔(kǒng)闆流量計(ji) 在孔闆清(qing)洗時無法(fa)計量天然(ran)氣流量，計(ji)量的公平(píng)、公正性無(wu)㊙️法得到保(bǎo)證。實際生(shēng)産中常通(tōng)過經驗方(fāng)法進行估(gū)算，未引入(rù)進行補償(cháng)，國家相關(guān)标準也未(wei)說明是否(fǒu)需要進行(háng)流☀️量補償(cháng)以及補償(chang)的方法。通(tōng)過對孔闆(pan)🤟流量計的(de)工作原理(li)及清洗維(wéi)護時天然(rán)氣流态的(de)分👄析，在現(xiàn)場采用孔(kong)闆流量計(jì)并聯和孔(kong)📱闆流量計(jì)與🥵超聲波(bō)流量計串(chuàn)聯兩種方(fang)式，對🧑🏾‍🤝‍🧑🏼孔闆(pǎn)⭕清洗期間(jian)的天然氣(qì)流量進行(háng)比對。結果(guǒ)表明全年(nian)清洗48次，則(ze)估算流量(liang)與實際流(liú)量相差約(yuē)3.4x10m3。結論如下(xia):(1)管道内孔(kong)闆的存在(zai)與🛀否，對管(guǎn)道内天然(ran)氣流🧡動有(you)較大影響(xiang):(2)孔闆清💃🏻洗(xǐ)期間實際(jì)流量和經(jīng)驗估算量(liàng)✍️有較大差(cha)值:(3)孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間進行(háng)流量補償(cháng)✔️是必要的(de)。
　　标準孔闆(pan)流量計是(shi)一種非常(chang)成熟的流(liu)量計,在多(duō)年的試驗(yàn)和使用過(guò)程中積累(lei)了大量的(de)數據和經(jing)驗，以其耐(nai)高壓，安裝(zhuāng)使用維護(hu)方便等諸(zhū)多優點在(zai)我國天然(ran)氣計量中(zhong)占有主導(dao)地位叫。随(suí)着國家重(zhòng)點工程西(xī)氣東輸管(guǎn)道的全線(xian)通氣,我國(guó)天然氣的(de)應用開始(shǐ)了♋一個新(xin)的裏程。天(tiān)然氣管道(dao)的迅速發(fā)🆚展，要求對(duì)天✉️然氣流(liu)量進行更(gèng)加正确的(de)計量。天然(ran)氣在生産(chǎn)集輸過程(chéng)中，天然氣(qi)氣質💚中含(hán)有從地下(xià)帶出的油(yóu)水及砂粒(li)粉塵，因此(ci)，天然氣在(zai)高速流動(dong)中不斷沖(chòng)刷管道和(he)設備，将會(huì)在孔闆表(biao)面沉積大(dà)量污物，使(shǐ)天然氣🔴流(liu)量計量嚴(yan)重偏離正(zheng)🚩常值，必須(xu)通過周期(qi)性清洗孔(kong)闆來糾正(zhèng)偏差。而在(zai)孔闆流量(liang)‼️計清洗過(guo)程中，由于(yú)沒有孔闆(pǎn)節流，計量(liàng)将停止，累(lèi)💃積也就終(zhong)止，而清洗(xǐ)孔闆時，又(yòu)不能停止(zhi)供給天然(ran)氣,孔闆清(qing)洗期間的(de)天然氣流(liu)量無法正(zhèng)确獲得。現(xiàn)行國家标(biao)準GB/T21446-2008《用标準(zhun)孔闆流量(liang)計測量天(tian)然氣流量(liang)》規定了在(zài)天然氣輸(shū)送過程中(zhong)的流量計(ji)算公式，但(dan)無孔闆流(liú)量計清洗(xi)期間的流(liú)🧡量計算公(gong)式,也未說(shuō)明孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間是否(fǒu)需要進✊行(hang)流量補償(chang)以及如何(he)補償。
1孔闆(pǎn)流量計清(qing)洗期間流(liu)量補償現(xian)狀
　　在實際(jì)工作中,孔(kong)闆流量計(ji)清洗期間(jiān)流經的天(tian)然🌍氣流量(liang)一般通過(guo)經驗方法(fǎ)進行估算(suàn)，未進行流(liú)量補償。主(zhu)要采用💞以(yi)下三種方(fāng)式估算:
第(di)一種:記錄(lù)孔闆清洗(xi)前n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均(jun1)量，再記📐錄(lù)清洗過🔱程(chéng)中的時間(jian)，即累積秒(miǎo)數，孔闆清(qing)洗期間估(gu)算的流量(liang)就是兩者(zhě)的乘積。
第(di)二種:在孔(kong)闆清洗完(wán)畢後，從計(jì)量系統上(shàng)電開始計(jì)量起,采集(jí)n(n<=20)分鍾的每(měi)秒平均量(liang)，孔闆清洗(xǐ)期間估算(suàn)的💃🏻流量就(jiù)是每秒平(ping)均🥰量與清(qīng)洗孔闆過(guò)程中累積(jī)時間秒數(shu)的乘積。
第(dì)三種:記錄(lu)孔闆清洗(xi)前n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均(jun1)量，孔闆清(qīng)洗結束,從(cóng)計量系統(tǒng)上電開始(shi)計量起，再(zài)記錄n(n<=20)分鍾(zhong)的每秒🏒平(píng)均量,然後(hòu)将兩個平(píng)均量再做(zuo)平均,孔闆(pǎn)清洗期間(jian)估算的流(liú)量就是🙇🏻最(zuì)後的平均(jun)秒流量與(yu)清洗孔闆(pan)過程的時(shi)間秒累積(jī)的乘積。
　　通(tong)過經驗方(fang)法估算孔(kǒng)闆流量計(ji)清洗期間(jiān)的流量,就(jiu)是平均💃瞬(shùn)時流量與(yu)孔闆清洗(xi)時間的乘(cheng)積。孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間，沒有(you)節流件，流(liú)速将增加(jiā)，除了利用(yong)平均瞬時(shi)流量來估(gu)🏃🏻‍♂️算，還需📐不(bú)需要♋另外(wai)進行流☀️量(liàng)補償呢?在(zai)行業領域(yù)中主要有(yǒu)兩種認識(shí):一種認爲(wei)，孔闆流量(liàng)計清洗時(shi)間短，天然(rán)氣在封閉(bì)管道中流(liú)動，流量變(biàn)👄化很小，無(wú)需補償💯;另(lìng)一種認爲(wei)，在孔闆提(ti)出瞬間，流(liú)速增加，流(liú)量增大，應(ying)該⭐補償。行(hang)業領域内(nei)的這兩種(zhǒng)觀點目🌈前(qián)都尚未得(de)到有效實(shi)驗論證，無(wu)法準确指(zhǐ)導現場應(yīng)用，因此，有(you)必要通過(guo)理論進行(háng)分析，并通(tōng)過實💜驗來(lai)論證。
2孔闆(pan)流量計工(gong)作原理
　　差(cha)壓式孔闆(pan)流量計 是(shi)基于流體(tǐ)流動的節(jie)流原理，利(li)用流體流(liu)經節流🛀元(yuan)件🔞時⭕産生(sheng)的壓力差(chà)與其流量(liàng)間的對應(yīng)關系，通過(guò)測量壓⭐差(cha)實現對流(liu)量的測量(liang)。充滿管道(dao)的流體🐕，當(dāng)它們流經(jing)管道内的(de)節流裝置(zhì)時，流束将(jiang)在節流裝(zhuang)置的節流(liu)件處形成(chéng)局部收縮(suo)，從而使🆚流(liu)速增加，靜(jing)壓力低，于(yu)是在節流(liú)件前後便(bian)産生了壓(ya)力降，介質(zhì)流動的流(liú)量越大，在(zai)節流件前(qian)後産生的(de)壓差就🔞越(yue)大，所以孔(kong)闆流量計(jì)可以通過(guò)測量壓差(cha)來衡量流(liu)🏃🏻體流量的(de)大小。流體(ti)流動的流(liú)量越大，在(zài)節流件前(qián)後産生的(de)壓差就越(yuè)大，所以孔(kong)闆流量計(jì)可以通⁉️過(guò)測量壓差(cha)來衡量流(liu)體流量的(de)大小。這種(zhǒng)測量方🛀🏻法(fa)是以能量(liang)守衡定律(lü)和流動連(lián)續性定律(lü)爲基準的(de)。
　　孔闆以開(kāi)孔銳利度(dù)來保證精(jīng)度，對腐蝕(shi)、磨損、結垢(gou)、髒污敏感(gǎn)，長期使用(yong)精度難以(yǐ)保證，在天(tiān)然氣輸送(sòng)中，孔🌐闆大(dà)💋量的接觸(chù)💛重烴、泥沙(sha)等，需經常(cháng)拆下清洗(xi)。孔闆流量(liàng)計清洗前(qián)與清洗期(qī)間天然氣(qì)流态見圖(tú)1、圖2。
 
　　GB/T21446-2008《用标準(zhun)孔闆流量(liang)計測量天(tian)然氣流量(liang)》中，天然氣(qi)在😘标準參(cān)比😘條🔱件下(xia)的體積流(liu)量實用公(gong)式爲:
 
式中(zhong):
qvn一天然氣(qi)在标準參(can)比條件下(xia)的體積流(liu)量;
Avn一體積(ji)流量計量(liàng)系數是采(cǎi)用計量單(dan)位而定;
C一(yī)流出系數(shù);
E一漸近速(sù)度系數;
d一(yi)孔闆開孔(kǒng)直徑，mm;
Fc一相(xiang)對密度系(xì)數;
ε一可膨(péng)脹性系數(shù);.
Fz一超壓縮(suo)系數;
FT一流(liu)動溫度系(xì)數;
P1一孔闆(pan)上遊側取(qǔ)壓孔氣流(liu)絕對靜壓(ya)，MPa;
△P一氣流流(liú)經孔闆時(shí)産生的差(cha)壓，pa.
　　當孔闆(pǎn)流量計處(chu)于清洗過(guo)程中，孔闆(pǎn)被搖至上(shàng)閥腔♻️後，此(cǐ)時無壓差(chà)△P産生,也就(jiù)無法用此(ci)公式對天(tiān)然氣流量(liang)進行計🔅算(suan)。
3現場實驗(yàn)
3.1并聯孔闆(pan)流量計比(bi)對實驗
　　從(cóng)一個完整(zhěng)的計量支(zhi)路來看，隻(zhī)要它與下(xià)遊之間存(cun)在壓差,将(jiāng)孔闆提出(chu)計量管後(hòu)，計量管段(duàn)處于全通(tong)狀态，氣流(liu)通🔴過的橫(héng)截面積驟(zhòu)然增加，由(yóu)于缺少阻(zu)力元件孔(kong)闆的節流(liu)作用，此時(shí)通過❗的天(tian)然氣流速(sù)增加，總量(liang)也會随⭕之(zhi)增加7。
　　爲了(le)論證這個(gè)理論，選擇(ze)-一個上、下(xià)遊氣源相(xiàng)對穩定的(de)計量點，站(zhan)場彙管上(shàng)并聯安裝(zhuang)有兩條規(guī)格型🈲号、工(gōng)藝布局完(wan)全相似的(de)孔闆流量(liang)計J1、J2(DN150,表壓3.2MPa)進(jin)行實驗(圖(tú)3、圖4)。
 
　　實驗方(fang)法:選擇在(zai)上下午不(bú)同時段，分(fen)别清洗J1和(hé)J2共做🏃兩次(cì)♋實驗。清洗(xǐ)孔闆流量(liang)計J1(J2)，在清洗(xi)過程中，J1(J2)由(yóu)于缺少阻(zu)力元件🐕孔(kong)闆的節流(liú)作用，彙管(guǎn)中絕大部(bu)分天然氣(qi)流向J1(J2),J2(J1)瞬時(shí)流量(以下(xia)簡稱瞬量(liang))減少，而彙(hui)管總瞬量(liang)(J1與J2的瞬量(liàng)之和)在孔(kong)闆流量計(ji)清洗前後(hou)基本穩定(dìng)，通過☀️彙管(guan)總瞬量減(jian)去J1(J2)清洗期(qī)間J2(J1)平均瞬(shun)量，來推算(suan)出J1(J2)清洗期(qi)間流經JI(J2)的(de)天❗然氣大(dà)緻瞬量。利(li)用🐪天然氣(qì)大🔞緻瞬量(liang)估算的流(liu)量，與按☎️照(zhao)經驗方法(fa)三(清洗前(qián)後20分鍾平(ping)均瞬時流(liú)量)估算的(de)流量進行(hang)對比。
3.1.1第一(yi)次實驗:清(qing)洗孔闆流(liú)量計JI(14分鍾(zhong))
(1)清洗孔闆(pǎn)流量計J1，清(qing)洗前、中、後(hou)J1、J2、總瞬量如(ru)表1所示。
 
　　從(cong)表1室驗數(shù)據可以看(kan)出，總瞬量(liàng)在孔闆清(qing)洗前和清(qing)洗後
　　基本(běn)一緻，由此(cǐ)可推算J1清(qing)洗期間瞬(shun)量qJ1及總流(liú)量QJ1:
J1清洗期(qī)間瞬量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清(qing)洗期間總(zǒng)流量QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量(liàng)計J1,清洗前(qian)、後20分鍾J1瞬(shun)量如表2所(suǒ)示。
J1清洗期(qi)間瞬量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清(qīng)洗期間總(zǒng)流量Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從第(dì)一次實驗(yàn)可以看出(chū)，孔闆流量(liang)計J1清洗期(qi)間的實際(ji)流量約✌️爲(wèi)5723m3，利用經驗(yan)方法估算(suàn)的流量爲(wei)3874m3，兩者相差(chà)47.7%，1.48倍。
 
3.1.2第二次(ci)實驗:清洗(xi)孔闆流量(liang)計J2(21分鍾)
(1)清(qing)洗孔闆流(liu)量計J2，清洗(xi)前、中、後J1、J2、總(zǒng)瞬量如表(biao)3所示。
 
從表(biǎo)3實驗數據(jù)可推算J2清(qīng)洗期間瞬(shun)量qJ2及總流(liú)量qJ2:
J2清洗期(qī)間瞬量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清(qīng)洗期間總(zong)流量QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清洗(xi)孔闆流量(liang)計J2,清洗前(qian)、後20分鍾J2瞬(shùn)量如表4所(suo)示。
 
J2清洗期(qi)間瞬量qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清(qīng)洗期間總(zǒng)流量QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第(dì)二次實驗(yàn)可以得出(chu)，孔闆流量(liàng)計J2清洗期(qī)間的🈚實🤟際(ji)流量約爲(wei)13017m3,利用經驗(yàn)方法估算(suàn)的流量爲(wèi)9953m3，兩者🐆相差(cha)30.8%，1.31倍。
3.2串聯孔(kong)闆流量計(ji)與超聲波(bō)流量計比(bǐ)對實驗
　　爲(wèi)了進一步(bù)論證在孔(kǒng)闆清洗期(qi)間應進行(háng)流量補償(chang)🆚，選擇一☔個(ge)無人值守(shou)單井站，該(gāi)站井口産(chǎn)量較小，場(chang)站工藝簡(jiǎn)單，有孔闆(pǎn)流量計和(he)超聲波流(liu)量計串聯(lián)，且兩套裝(zhuang)置的直徑(jìng)、工藝布局(jú)完全相似(si)。.上遊爲高(gāo)級孔闆閥(fa)，下遊爲超(chāo)聲波流量(liàng)計置，管徑(jing)爲DN100，壓力💚爲(wei)2.5MPa,兩台裝置(zhi)相鄰不足(zu)20米。見圖5、圖(tu)6。
 
 
　　實驗方法(fa):清洗上遊(you)孔闆流量(liang)計，上、下午(wu)共清洗兩(liang)🌈次，記錄在(zai)上遊孔闆(pan)流量計清(qīng)洗期間，流(liú)經下遊超(chao)聲波裝置(zhi)的天然氣(qì)🌂流量，推算(suàn)清洗期間(jian)流經孔闆(pǎn)流量計😄的(de)天然氣流(liu)量大緻範(fàn)圍。
3.2.1第一次(ci)實驗:清洗(xǐ)孔闆流量(liàng)計16分鍾
(1)清(qing)洗孔闆流(liu)量計前、後(hou)20分鍾瞬量(liang)如表5所示(shi)。
清洗期間(jiān)瞬量q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清洗(xǐ)期間總流(liu)量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清洗孔(kǒng)闆流量計(ji)期間，下遊(yóu)超聲波流(liú)量計累積(jī)流🌈量如🌐表(biǎo)6所示。
 
 
　　上遊(you)孔闆流量(liang)計清洗期(qi)間流經下(xia)遊超聲波(bo)流量🌈計的(de)總🌂流量Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從(cóng)第一次實(shi)驗可以得(de)出,孔闆流(liú)量計清洗(xi)期間的實(shi)際🈲流量🌈約(yuē)爲698m3，利用經(jing)驗方法估(gū)算的流量(liang)爲560m3,兩者☎️相(xiàng)差🐅25%，1.25倍。
3.2.2第二(èr)次實驗:清(qing)洗孔闆流(liu)量計15分鍾(zhōng)
(1)清洗孔闆(pǎn)流量計前(qian)、後20分鍾瞬(shùn)量如表7所(suǒ)示。
 
清洗期(qi)間瞬量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清(qing)洗期間總(zong)流量Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量(liang)計期間，下(xià)遊超聲波(bo)流量計累(lei)積流量⭕如(ru)表8所示。
 
　　上(shang)遊孔闆流(liu)量計清洗(xǐ)期間流經(jīng)下遊超聲(shēng)波流量計(jì)的🔱總流量(liang)Q=33478820-33478227=593(m3)
從第二次(cì)實驗可以(yi)得出，孔闆(pan)流量計清(qing)洗期間的(de)實際流量(liàng)約爲593m3,利用(yong)經驗方法(fǎ)估算的流(liu)量爲471m3,兩者(zhe)相差.26%，1.26倍。
4結(jié)論
　　從現場(chang)實驗可以(yǐ)得知，在孔(kǒng)闆流量計(ji)清洗期間(jian)，由❗于缺少(shǎo)阻力元件(jian)孔闆的節(jie)流作用，管(guǎn)道内天然(rán)氣的流速(sù)加快，流經(jīng)孔闆流量(liang)計的流量(liàng)增加。因此(cǐ)，利用經驗(yàn)方法(平均(jun1)瞬時流量(liàng))估🛀🏻算的流(liú)量與實際(ji)流量相差(chà)較大。四次(cì)現場實驗(yàn)，實際流量(liang)與估算流(liu)量相差最(zui)小爲25%，1.25倍，最(zuì)大爲47.4%，1.48倍。假(jiǎ)設某天然(ran)氣場站每(měi)天👉生産的(de)天然氣爲(wèi)5x106m3,每周清洗(xǐ)一次，每次(ci)20分鍾,按照(zhào)實際流量(liàng)與估算流(liú)量相差1.25倍(bei)計算,則估(gū)算流量與(yu)實📐際📞流量(liàng)相差約69445m3。全(quán)年🐪清洗48次(cì)，則相差約(yuē)3.4x106m3。清洗次數(shu)越多、時間(jiān)越♻️長，流量(liang)損失也就(jiu)越大。如果(guo)不進行流(liu)量補償，勢(shì)必會造成(chéng)估算的天(tiān)然氣流量(liàng)偏☂️低，有失(shi)計🌈量的公(gong)平、公正。因(yīn)此，在估算(suan)✨天然氣流(liú)量時進行(hang)補償是非(fei)常必要的(de)。

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