摘要：天(tian)然氣生(shēng)産與貿(mào)易計量(liàng)中仍然(ran)大量采(cǎi)用标準(zhun)孔闆流(liu)量計 ，其(qi)在實際(jì)應用中(zhōng)需要規(guī)範操作(zuò)、嚴格管(guan)理才能(neng)确保計(ji)量的有(yǒu)效和準(zhun)确。重點(diǎn)介紹标(biāo)準孔闆(pǎn)流量計(ji)在實際(jì)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(shì)天然氣(qì)行業中(zhōng)使用最(zui)多，并已(yi)㊙️标準化(huà)的檢測(ce)元件,在(zài)嚴格按(àn)标準制(zhi)造、安裝(zhuang)和使用(yong)的條件(jiàn)🍓下,無需(xu)進行實(shí)流檢定(ding).也能在(zai)已知的(de)不㊙️确定(ding)度範圍(wéi)内進行(háng)流量測(cè)量。這一(yī)突✊出的(de)優點使(shǐ)🌍孔闆流(liu)量計在(zai)今後-定(dìng)時期内(nei)，仍将在(zai)天然氣(qi)流量⚽計(ji)量中占(zhan)有重要(yào)地位。
二(er)、孔闆計(ji)量選型(xíng)及優缺(que)點
1.孔闆(pan)流量計(jì)計量儀(yí)表選型(xing)
　　孔闆流(liu)量計 由(you)節流裝(zhuāng)置、導壓(yā)管路系(xì)統、差壓(yā)計組成(chéng),具有結(jie)構🏃‍♂️簡單(dan)、制造容(róng)易,安裝(zhuang)、使用和(he)維護方(fāng)便,可靠(kào)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(liu)量測量(liang)節流💃🏻裝(zhuāng)置用孔(kong)闆、噴嘴(zuǐ)和文丘(qiū)裏管測(ce)量充滿(man)圓管的(de)流體流(liú)量(替代(dài)GB2624-1981))和石油(yóu)部SYL04-1983(天然(ran)氣流量(liàng)測量的(de)标準孔(kong)闆計量(liang)方法.升(shēng)級爲SYT6143-1996)标(biao)準的要(yào)求。使用(yong)孔闆流(liú)量計時(shí)各計量(liàng)點的主(zhǔ)要區别(bié)在于二(èr)次儀表(biao)的選型(xing)配制，最(zui)常見的(de)有兩種(zhǒng)類型:--是(shì)采用雙(shuāng)波紋管(guan)差壓計(ji)記錄靜(jing)壓、差壓(yā),求出靜(jing)壓和差(cha)壓的全(quan)天平均(jun1)值,玻璃(lí)☀️棒溫度(dù)計測⭕量(liang)溫度,人(rén)工采樣(yàng)的平🙇🏻均(jun)值💋作爲(wei)溫度值(zhí);二是 差(cha)壓變送(sòng)器 與溫(wēn)度、 壓力(li)變送器(qi) 加智能(néng)計算儀(yi)，實現天(tian)然氣流(liú)量測量(liàng)和計算(suàn)的自動(dong)控制🐇及(ji)🌐管理。雙(shuāng)波紋管(guan)差壓、靜(jing)壓記錄(lu)儀和玻(bō)璃棒溫(wen)度計♉是(shì)機械式(shì)💃熱工儀(yi)表,精度(du)差;并且(qie)需要人(rén)工求積(ji)來計算(suan)小時、日(rì)平均值(zhi)、累積值(zhí),人爲涉(she)及的因(yīn)素太多(duō),天然氣(qi)的👣流量(liàng)計算無(wu)法嚴格(ge)按照标(biāo)準🌍執行(hang);而智能(néng)🏃變送器(qi)則可♉以(yǐ)實現在(zài)線實時(shi)檢測積(ji)算,完全(quan)符合标(biāo)準規定(ding)的數學(xue)模型和(hé)計算方(fang)法。
2.孔闆(pan)流量計(jì)優缺點(diǎn)
　　孔闆流(liu)量計按(àn)照是否(fǒu)可以帶(dai)壓更換(huan)孔闆，分(fèn)爲-體式(shì)🛀🏻孔闆⛹🏻‍♀️流(liu)量計和(he)高級孔(kong)闆流量(liang)計(高級(ji)孔闆閥(fá))。優點:原(yuán)理簡明(ming),應用技(jì)術成熟(shú)，容易掌(zhǎng)握;适應(yīng)性強,更(geng)換孔闆(pǎn)即可實(shi)現不同(tóng)流量的(de)測量;性(xing)能穩定(ding)可靠,使(shǐ)用壽命(ming)長;孔闆(pan)爲标準(zhun)節流件(jian),标定方(fāng)便簡單(dan)。缺🌍點:量(liàng)程比小(xiǎo),一-般爲(wèi)3:1-5:1;壓力損(sun)失較大(da);計量精(jīng)度受影(yǐng)響因素(sù)較多;前(qián)😄後直管(guǎn)段要求(qiu)長,占地(di)面積大(dà)。
三、引起(qi)孔闆計(jì)量誤差(cha)的主要(yao)因素
1.計(ji)量儀表(biao)誤差
　　采(cai)用孔闆(pan)流量計(jì),對孔闆(pan)加工的(de)技術要(yào)求十分(fèn)嚴🍓格,必(bì)須符合(hé)GB2624-1981或SY/T6143-2003(用标(biao)準孔闆(pan)流量計(ji)測量天(tiān)然氣流(liú)💃🏻量)标準(zhǔn)中的規(guī)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(cha)。孔闆的(de)偏心和(he)彎曲是(shì)孔闆的(de)制🌈造安(an)裝和使(shǐ)用中影(yǐng)響計量(liang)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(cheng)的最大(da)誤差爲(wèi)3.5%。孔闆☎️安(an)裝盡管(guan)安裝規(gui)範--般都(dou)能夠掌(zhang)握,但有(yǒu)些細節(jiē)往往沒(méi)有引起(qi)重視,導(dao)緻較⭐大(da)的計量(liang)❌誤差。如(ru)密封墊(nian)片内孔(kǒng)未按環(huán)室尺♈寸(cùn)加工,墊(nian)片伸出(chū)環室,幹(gan)擾流💜體(ti)穩定流(liú)👨‍❤️‍👨動:導壓(ya)管走向(xiang)不合✏️理(lǐ),差壓無(wú)法順利(li)傳🏃導;平(píng)衡器安(an)裝水平(píng)精度低(di)，直接産(chǎn)生計量(liang)誤差等(děng)。
2.節流裝(zhuāng)置的突(tu)出物
　　節(jie)流裝置(zhì)中伸入(ru)管内的(de)墊片焊(hàn)縫等也(ye)會引起(qi)測量誤(wu)差,誤🏃‍♀️差(chà)大小與(yu)突出物(wù)位置、孔(kǒng)闆與突(tū)出物的(de)距離以(yǐ)及突出(chu)🎯等有關(guān)。有關實(shi)驗表明(míng)，當β=0.7,突出(chū)物位于(yú)孔闆🏃‍♀️上(shang)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(dù)的影響(xiang)相對較(jiao)小。
3.使用(yòng)條件變(biàn)化引起(qi)的誤差(chà)
　　這種誤(wu)差主要(yào)是由脈(mò)動流現(xiàn)象和超(chao)量程、流(liu)程頻繁(fan)波✔️動問(wèn)✨題引起(qi)的。管道(dào)中氣體(ti)流速和(he)壓力發(fa)生突然(rán)變化，造(zào)成脈動(dong)流，引♍起(qǐ)差壓波(bo)動，當節(jiē)流裝置(zhi)上出現(xian)明顯的(de)💚脈動流(liu)時,計量(liàng)可能産(chan)生較大(dà)誤差，有(yǒu)關文獻(xiàn)指出脈(mò)動流引(yǐn)起的誤(wu)差最大(dà)可達20%-30%。此(cǐ)外,由于(yú)小用戶(hù)☁️用氣不(bu)均衡，氣(qi)量瞬間(jiān)發生急(jí)劇變化(huà)✔️,都會導(dǎo)緻差壓(yā)波動。超(chāo)量程問(wèn)題大多(duō)數是由(yóu)于季節(jiē)不同,用(yòng)量發生(shēng)變化引(yin)起的,冬(dōng)天時流(liú)量大，夏(xià)天時流(liú)量小，有(yǒu)可能超(chāo)過所選(xuǎn)儀表的(de)量📧程，從(cong)而引起(qi)誤差:同(tong)時,城市(shi)用氣而(ér)無調峰(feng)設施的(de)計量裝(zhuāng)置.當流(liu)量随時(shí)間頻繁(fan)波動時(shi)🌂,将會直(zhí)接影響(xiǎng)對天然(rán)氣😍計量(liàng)的精度(du)。
4.氣質條(tiao)件引起(qǐ)的誤差(cha)
　　天然氣(qi)從地層(ceng)中采出(chū)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(xiàn)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(huò)固體雜(za)質，這些(xiē)🐕雜質易(yì)聚集在(zài)🙇🏻孔闆截(jie)面收縮(suo)流速突(tu)變的孔(kǒng)口銳邊(bian)上🌂，而孔(kǒng)闆流量(liang)計對孔(kong)闆銳邊(bian)、截面及(jí)流線的(de)變化非(fēi)常的敏(mǐn)感。此外(wai),天然氣(qi)中的雜(zá)質還會(hui)對孔闆(pǎn)産生沖(chòng)刷和腐(fǔ)蝕,特别(bie)是對孔(kǒng)闆直角(jiao)人口邊(bian)🍉緣和測(cè)量管内(nei)壁的沖(chong)刷腐蝕(shí)特别嚴(yan)重,這将(jiang)影響到(dào)孔闆直(zhi)角人口(kou)邊緣圓(yuan)弧☔半徑(jing)和測量(liang)管内壁(bì)相對粗(cū)糙的規(guī)定标準(zhun),孔闆流(liú)出系數(shù)也将♻️發(fa)生變化(hua)，使測量(liàng)精度達(dá)不到要(yào)求。天然(rán)氣的含(han)水量也(ye)對天然(rán)氣計量(liàng)精度有(you)😍着很大(da)的影響(xiang)。工程實(shí)💋驗站用(yòng)注水後(hòu)的孔闆(pan)流☂️量計(jì)🍉進行計(ji)量得到(dào)了:①用孔(kong)闆流量(liàng)計測量(liang)氣體流(liú)量,當氣(qi)體中央(yāng)帶少量(liàng)液體時(shí),流量測(ce)量不确(que)定度偏(piān)高,測量(liang)的濕氣(qi)流量随(suí)♍β的增加(jiā)而減少(shao),在β比🚶‍♀️爲(wei)0.7時,測得(dé)的流量(liàng)偏差爲(wèi)-1.7%;②當夾帶(dài)少量液(yè)體時,在(zài)β比爲0.5時(shi),表明孔(kǒng)闆性能(neng)較好，但(dàn)是應将(jiāng)夾帶液(yè)體在孔(kǒng)闆上遊(you)脫🙇‍♀️出,以(yǐ)獲得最(zui)佳的計(ji)量性能(neng);③用舊的(de)孔闆💞流(liu)量計測(cè)量濕氣(qi),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(sù)有管道(dào)洩露、人(ren)爲破壞(huai)、管理不(bú)嚴、不合(hé)理的積(jī)算和取(qu)值方法(fa).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(qi)體組成(cheng)的變化(hua)🏒沒有自(zì)動補償(cháng)等，也是(shì)引起天(tian)然氣計(ji)量誤差(cha)的原因(yin)。特别是(shì)管道洩(xiè)漏引起(qǐ)的誤差(cha)也相當(dang)大。例如(ru)，節流裝(zhuāng)置前後(hòu)的差壓(yā)一般都(dōu)很小(0~60kPa),管(guan)道壓力(lì)⛹🏻‍♀️往往是(shì)它的幾(ji)十倍,如(ru)發生導(dǎo)壓管洩(xiè)漏或堵(du)塞,不僅(jǐn)給計量(liang)帶來誤(wù)差,而且(qie)😄會損壞(huai)差💋壓變(biàn)送器。輸(shū)氣♋系統(tǒng)的洩漏(lòu)有3種類(lèi)型:偶然(ran)性洩漏(lou)、長期性(xìng)洩漏和(he)普通運(yùn)行🌈洩漏(lou)。偶然性(xìng)洩漏是(shi)指由于(yú)輸氣系(xì)統在長(zhǎng)期運行(hang)過程中(zhōng)的腐蝕(shí)和輸配(pei)設備安(an)裝不當(dāng)或設備(bèi)發生故(gu)障所導(dao)緻的洩(xie)🌍漏。長期(qī)性洩漏(lou)是由于(yu)輸配氣(qi)站本身(shen)工藝設(she)計的不(bu)合❄️理或(huò)設備質(zhi)量不好(hao)導緻的(de)💃🏻洩漏。普(pu)通運行(háng)洩漏是(shi)指由于(yu)某些站(zhàn)場管部(bù)件本身(shēn)設計不(bu)當造成(cheng)腐蝕從(cong)而引發(fā)的洩漏(lòu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,輸氣系(xi)統的洩(xie)漏絕大(da)部分屬(shǔ)于偶然(rán)性洩漏(lòu)。造成輸(shu)氣系統(tong)發生洩(xie)漏的主(zhǔ)要原因(yin)包括:輸(shū)氣管道(dào)和部件(jian)長期暴(bao)☎️露于酸(suān)性氣體(tǐ)環境中(zhong)，造成硫(liú)化氫腐(fǔ)蝕;天然(ran)氣中的(de)HS.CO2等酸性(xing)氣體和(he)H20、O2等組分(fèn)達不到(dao)♉輸氣⛱️系(xi)統對氣(qi)質的要(yào)求造成(cheng)輸氣管(guan)道和部(bù)件内壁(bi)腐🐉蝕;輸(shu)氣管道(dao)制管質(zhi)量差導(dǎo)緻管道(dào)螺旋焊(hàn)縫的斷(duàn)📞裂;輸氣(qì)管道和(hé)部件安(an)裝和焊(han)接質量(liang)差導緻(zhì)管道環(huan)行焊縫(féng)和管、件(jiàn)之間焊(hàn)縫的斷(duàn)裂等等(děng)。
四、消除(chu)計量誤(wù)差的改(gai)進措施(shi)
1.孔闆加(jia)工及安(an)裝
　　嚴格(ge)按照标(biao)準加工(gōng)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(kǒng)闆節流(liú)裝置在(zai)使用前(qián)的安裝(zhuāng)⁉️中應按(an)照标準(zhun)安裝設(she)計😍,根據(ju)孔👉闆前(qián)阻力件(jian)形式配(pei)接❗足夠(gou)長度的(de)直管段(duàn)，一般應(ying)至🐇少前(qián)30D。當場地(di)不允許(xu)時,必須(xu)在孔闆(pǎn)前的直(zhi)管段上(shang)安裝整(zheng)流器。孔(kǒng)闆人口(kou)端面必(bì)須與管(guan)道線垂(chui)直,其偏(pian)差😍不能(néng)超過10。安(an)裝時孔(kǒng)闆嚴禁(jìn)反向，要(yao)正确使(shǐ)用和選(xuan)擇壓差(chà)計，當壓(ya)差計工(gōng)作量程(cheng)在30%以下(xià)🐆時,必須(xu)及時更(geng)換壓差(chà)計的量(liàng)程或孔(kong)闆規格(gé)。法蘭取(qu)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(wù)差消除(chú)
　　消除脈(mo)動流,減(jiǎn)小脈動(dong)影響,合(hé)理解決(jué)超量可(ke)以采用(yong)以下方(fang)法消除(chú)脈動流(liú).減小脈(mò)動流的(de)影響。
(1)采(cǎi)用分離(li)除塵器(qi)加強氣(qì)水分離(lí);從管線(xian)中除去(qu)遊離液(yè)體,及時(shí)✉️吹掃排(pái)出管道(dao)内積液(yè),确保天(tian)然氣計(ji)⚽量準确(què)性。
(2)控制(zhi)計量管(guan)段下流(liu)閥。實踐(jiàn)證明，控(kong)制下流(liu)閥能有(you)效的抑(yi)制脈㊙️動(dong)流,同時(shí)對各類(lèi)脈動源(yuán)引起的(de)壓差波(bō)動都有(yǒu)抑制作(zuo)用。
(3)加裝(zhuang)緩沖罐(guàn)或設置(zhi)專門]脈(mo)動消減(jiǎn)器，抑制(zhi)脈動源(yuan)♊引起的(de)差壓波(bo)動;提高(gao)差壓和(he)孔徑比(bi);安裝調(diào)壓閥穩(wen)定輸出(chu)壓力♈,從(cóng)而減小(xiao)脈動對(duì)計量的(de)影響。
(4)在(zài)滿足計(jì)量能力(lì)的條件(jiàn)下,應選(xuan)擇内徑(jing)較小的(de)測量管(guǎn)，使Apβ在比(bi)較高的(de)雷諾數(shu)下運行(hang)。
(5)采用短(duan)引壓管(guan)線,盡量(liàng)減少引(yǐn)壓管線(xiàn)系統中(zhong)的阻力(lì)件,并使(shi)上下遊(you)管線長(zhǎng)度相等(deng)，以減少(shǎo)系統中(zhōng)産📞生諧(xie)振和壓(yā)力脈動(dong)振幅的(de)增加。
五(wǔ)、孔闆計(jì)量參數(shu)的上傳(chuán)及流量(liàng)計算
　　現(xian)場安裝(zhuāng)孔闆閥(fá),差壓變(biàn)送器， 溫(wēn)度變送(song)器 ,壓力(li)變送器(qì)。控制室(shì)内站控(kong)PLC系統有(you)專用的(de)計量模(mo)塊，可🤟讀(du)取🎯其他(tā)模拟量(liàng)模闆采(cai)集的流(liu)量相關(guan)參數，包(bāo)括🤞差壓(yā)、壓力🚶、溫(wēn)度，完成(chéng)對流量(liàng)的計算(suàn),溫度壓(yā)力補償(chang),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(nèi)有1746系列(lie)PLC，模拟量(liang)采集模(mo)闆⛷️1746-NI8負責(ze)采集差(chà)壓、壓力(lì)、溫度。MVI46-AFC流(liú)量計算(suan)機模闆(pǎn),支持8路(lu)流量計(jì)量✏️,流量(liàng)累積。PLC處(chù)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(guo)槽💘架背(bei)闆傳給(gěi)MVI46--AFC，完成流(liu)量的計(ji)算後再(zai)通過背(bei)闆将結(jie)果傳給(gei)處♋理器(qi),供PLC邏輯(ji)程序使(shǐ)用、工控(kong)機顯示(shì)或上傳(chuan)SCADA系統。
六(liù)、孔闆流(liu)量計日(rì)常管理(lǐ)
(1)加強日(ri)常管理(li)，對參數(shù)進行合(hé)理修正(zhèng)在日常(chang)生産中(zhōng)應定期(qi)對孔闆(pǎn)進行清(qīng)潔、維修(xiū)或撒換(huan)并且對(dui)測量流(liu)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(bao)準确的(de)計量,應(ying)至少每(měi)月--次清(qing)洗檢測(cè)孔闆、檢(jiǎn)查儀表(biǎo)♋零點.儀(yi)表D/A轉換(huàn)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(gèng)換。從節(jie)流裝置(zhi)💜不确定(dìng)度的計(jì)☔算公式(shi)可以看(kàn)出,天然(rán)氣的壓(yā)力、密度(du)、溫度和(he)㊙️壓縮系(xì)數的變(bian)化将直(zhí)接影響(xiǎng)到測量(liang)的精🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度(dù)。因此,應(ying)該選擇(zé)合适的(de)儀表來(lai)測量天(tian)然氣的(de)壓力、密(mì)度溫度(dù)等特性(xìng)💋參數。
(2)孔(kong)闆流量(liang)計測量(liàng)範圍一(yī)般爲3.5:1,而(ér)實際工(gōng)況并不(bu)都在此(cǐ)範圍🚶‍♀️,一(yī)旦超過(guo)測量範(fan)圍，必将(jiang)引起測(ce)量誤差(cha)🈲。孔闆差(chà)壓🐅變送(sòng)器差🔞壓(yā)範圍應(yīng)控制在(zai)其量程(cheng)的10%以♊内(nei)，例如,差(chà)壓變送(song)器量程(cheng)爲0-60kPa,日常(chang)計量中(zhōng)差壓工(gōng)作範圍(wéi)應保持(chí)在6kPa~54kPa,如超(chāo)出該量(liàng)程💘範圍(wéi)将影響(xiǎng)計量精(jing)度。
(3)根據(jù)場站下(xia)遊用戶(hù)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(hua)及時更(gèng)換孔闆(pǎn)。以🧡此實(shi)現節流(liu)裝置産(chan)品系列(liè)化、标準(zhǔn)化,有利(lì)于提高(gao)節流裝(zhuāng)置👣計量(liang)的精度(dù)。
(4)定期檢(jiǎn)查孔闆(pan)導壓管(guǎn)是否存(cún)在鏽蝕(shi),觀察導(dao)壓管是(shi)否有堵(dǔ)塞、洩漏(lòu)等現象(xiang),--旦發現(xiàn)立即整(zheng)改,以确(què)保💘計量(liàng)精度。
(5)場(chǎng)站值班(bān)人員定(ding)期檢查(chá)孔闆流(liú)量計的(de)差壓、壓(ya)力、溫度(dù)👄變送器(qì)現場工(gōng)作是否(fǒu)正常，控(kong)制室上(shang)傳參數(shù)及現場(chang)顯✉️示是(shì)否一緻(zhi),孔闆瞬(shùn)時流量(liàng)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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