摘要(yào)：根據差(cha)壓式孔(kǒng)闆流量(liang)計 的工(gong)作原理(li)及組成(chéng)，結合計(jì)量天然(rán)氣的實(shi)際情況(kuàng)，分析🛀了(le)使用中(zhong)誤差産(chan)生的原(yuán)因，提出(chu)了改正(zhèng)或注意(yi)事項,對(duì)🚶‍♀️生産有(you)-定借鑒(jiàn)意義。
前(qián)言
　　孔闆(pǎn)流量計(jì) 結構簡(jian)單,操作(zuo)較方便(biàn),使用技(jì)術成熟(shú),使得其(qi)在管道(dao)🙇🏻計量中(zhong)🐆得到廣(guang)泛應用(yong)，根據調(diào)查,在超(chao)聲波流(liú)量計使(shi)用之前(qian)，差壓式(shì)孔闆流(liú)量計在(zài)整個油(yóu)氣管道(dao)貿易結(jié)✊算中占(zhan)💜到了70%以(yi)上。随着(zhe)儀表技(jì)術和計(ji)量技術(shù)的快速(sù)發展，許(xǔ)多新型(xing)計量設(she)備得到(dào)廣泛應(yīng)用，但是(shì)孔闆流(liu)量計仍(reng)然是🙇‍♀️目(mù)前我國(guo)天然氣(qi)管道計(jì)量用得(de)最多的(de)計量設(shè)備，占整(zheng)個貿易(yì)計量的(de)50%左右。
　　爲(wèi)了規範(fan)孔闆流(liu)量計量(liang)，國家專(zhuan)門制定(ding)了GB.2628和SY/T6143計(jì)量标準(zhǔn),對計⛱️量(liang)系統進(jìn)行了說(shuo)明和要(yao)求，同時(shi),也出台(tai)❌天然氣(qì)場🔆站儀(yí)表配備(bèi)指南，對(duì)計量系(xì)統儀器(qì)儀表🔅精(jing)度等💚級(ji)進行了(le)要求。但(dàn)是由.于(yu)孔闆流(liú)量計量(liang)系統的(de)結構特(tè)點，決定(ding)👨‍❤️‍👨了會産(chǎn)生兩種(zhong)誤差,一(yī)種是基(jī)🐇本誤差(cha),這是流(liu)量計本(běn)身所存(cún)在的誤(wù)差,第二(er)種是✍️附(fu)加誤差(cha),是由于(yú)流量計(ji)在使用(yong)時偏離(li)了标準(zhǔn)條件産(chan)生的。由(yóu)于人爲(wèi)操作的(de)環節多(duō)，且天然(rán)氣這一(yī)物😄質的(de)計量是(shi)-種連🌂續(xu)的、不可(kě)重複的(de)計💋量,若(ruò)不加以(yi)适時監(jian)控,所引(yǐn)起的計(ji)量附加(jia)誤差相(xiàng)當大‼️,尤(you)其當天(tiān)然氣作(zuo)爲商🏃🏻‍♂️品(pin)進行貿(mào)易結算(suàn)時，爲供(gong)需雙方(fāng)帶來不(bú)利影響(xiǎng)，本文分(fèn)析了産(chan)生誤差(chà)的主要(yào)原因🔞,提(ti)出精心(xīn)管理，細(xi)緻操作(zuò)以減小(xiǎo)❤️計量誤(wu)差的重(zhòng)要性。
計(ji)量原理(li)
(1)差壓式(shì)孔闆流(liu)量計包(bāo)括3部分(fèn):①現場取(qǔ)壓部分(fèn),包括高(gao)級孔闆(pǎn)閥、前後(hòu)直管段(duan)、導壓管(guan);②溫度、壓(ya)力、組分(fen)補償部(bu)🆚分，包🌍括(kuò)現🌈場用(yong) 溫度變(bian)送器 、 壓(ya)力變送(song)器 、天然(ran)氣組分(fèn)分析儀(yi)計量的(de)實時數(shù)據;③流量(liang)計算部(bù)分，指專(zhuan)用✊流量(liang)計算機(ji)(或計算(suàn)儀)所安(an)裝的計(jì)量标❗準(zhun)程序。
(2)在(zài)實際應(yīng)用過程(cheng)中，當充(chōng)滿管道(dao)的流體(tǐ)流經管(guǎn)道内的(de)節📞流件(jian)🆚時，如圖(tú)1所示。
 
　　流線将(jiang)在節流(liú)件處形(xing)成局部(bù)收縮，因(yīn)而流速(sù)增加♊,靜(jing)壓力降(jiàng)低,于是(shi)在節流(liú)件前後(hou)便産生(shēng)了壓差(cha)。流💰體流(liú)⛷️量愈大(da),産☀️生的(de)壓差愈(yu)大，這樣(yàng)可依據(ju)壓差來(lái):衡量流(liú)☔量的大(dà)小。這種(zhong)計量方(fang)法是以(yǐ)流動連(lián)續性方(fāng)程(質量(liàng)守恒定(dìng)律🔞)和伯(bó)努利方(fāng)程(能量(liàng)守恒定(ding)律🔴)爲基(ji)礎的。壓(ya)📧差的大(dà)小不僅(jǐn)與流量(liàng)還與其(qí)他許多(duō)因素有(you)關，例如(rú)當節流(liú)裝置形(xing)式或管(guan)道内流(liu)👅體的物(wu)理性質(zhi)(密度、粘(zhān)度)不同(tong)時,在同(tong)樣大小(xiao)的流量(liang)下産生(sheng)的壓差(cha)也是不(bu)🏃‍♀️同的。以(yi)伯努利(li)方👅程式(shì)和流體(tǐ)流動的(de)連續性(xìng)方程式(shi)⛷️爲依據(jù)💃🏻,天然氣(qì)流量計(ji)算公🔆式(shì)是:

　　根據(jù)氣體易(yi)壓縮、密(mì)度差異(yì)大、受溫(wēn)度影響(xiǎng)大的特(te)點，得出(chū)天然氣(qi)流量計(jì)量的實(shí)用公式(shì)是: 
式中(zhōng):Qn一标準(zhun)狀态下(xia)氣體體(tǐ)積流量(liang);
Ah一常數(shù),标況下(xià)爲0.008686;
ɑ0一特(tè)定流量(liang)系數;
Yre一(yi)計量管(guǎn)内壁流(liu)量修正(zheng)系數;
bk一(yī)孔闆入(rù)口邊緣(yuán)銳利度(du)修正系(xi)數;
Fr一雷(léi)諾數修(xiū)正系數(shù);.
ε一氣體(tǐ)膨脹系(xì)數;
d-孔闆(pǎn)在20°C下實(shi)測的開(kai)孔口徑(jìng);
Fa一孔闆(pan)熱膨脹(zhàng)修正系(xi)數;
Fg一天(tiān)然氣相(xiàng)對密度(du)修正系(xì)數;
Fz一超(chao)壓縮系(xì)數;
Ft一流(liu)體流動(dong)溫度修(xiu)正系數(shù);
P1一孔闆(pan)上遊側(cè)絕對壓(yā)力;
hw一氣(qì)體流過(guo)孔闆時(shi)的差壓(yā)。
誤差因(yin)素分析(xi)及技術(shu)要求
1基(jī)本誤差(cha)
(1)由計量(liang)裝置本(běn)身精度(du)所決定(dìng)的誤差(cha)。由于孔(kǒng)闆流👣量(liang)計測得(de)的流量(liang)是根據(jù)差壓信(xin)号間接(jiē)求得的(de)。從公式(shì)可以👌看(kan)出🔞,影響(xiǎng)計量👈精(jing)度的主(zhu)要因素(sù)是ɑ、F、ε等值(zhí)。必須保(bǎo)持ɑ、F、ε均爲(wèi)恒定值(zhi)，才能達(dá)到差壓(yā)和流量(liàng)之間有(yǒu)恒定的(de)對應關(guan)系。但在(zài)實際生(shēng)産中,ɑ、F、ε都(dōu)與某些(xie)因🍉素有(you)關，特别(bié)是流量(liang)系數ɑ,它(ta)是一個(gè)影響因(yīn)素複雜(za)，變化範(fàn)圍大的(de)重要系(xi)數,如果(guo)在計量(liang)過程中(zhong)不能保(bao)證ɑ爲恒(héng)定值,則(ze)計量誤(wù)☀️差将會(huì)較大。
　　 從(cong)資料和(he)實驗證(zheng)明,流量(liang)系數ɑ值(zhí)與取壓(ya)點位置(zhi)、孔闆的(de)開孔截(jie)♊面積和(hé)管道截(jié)面積比(bǐ)(m=d/D).雷諾數(shu)、管壁粗(cū)糙度👣、孔(kǒng)闆🔴入口(kǒu)邊緣尖(jian)銳度有(you)關。所以(yi),标準孔(kǒng)闆的選(xuǎn)用應🈚符(fu)合下列(liè)技術要(yao)求:
●孔闆(pan)相對于(yu)開孔直(zhi)徑d的軸(zhou)線中心(xin)對稱;
●孔(kong)闆.上遊(yóu)端面A應(ying)于下遊(you)端面B平(ping)行,并且(qie)與開孔(kǒng)直徑d的(de)軸線垂(chuí)🔞直;
●孔闆(pǎn)A面、B面應(ying)無可見(jian)的損傷(shāng);
●孔闆開(kāi)孔直徑(jìng)d的上遊(yóu)測直角(jiǎo)入口邊(bian)緣G應銳(ruì)利,無毛(mao)刺👉和劃(huà)痕👄。
●孔闆(pǎn)開孔直(zhí)徑d的内(nei)圓柱表(biǎo)面長度(dù)e應符合(he):0.005D≤e≤0.02D;
●孔闆的(de)厚度應(ying)符合:e≤F≤0.005D;
●孔(kǒng)闆下遊(yóu)側出口(kou)邊緣H和(hé)孔闆開(kai)孔圓柱(zhu)形下遊(you)側📧出口(kou)邊緣❓I應(ying)無毛刺(cì)、劃痕和(he)可見損(sǔn)傷;
●标準(zhun)孔闆在(zài)使用過(guò)程中，會(hui)由于天(tian)然氣的(de)侵蝕而(er)産生變(biàn)形，從而(ér)引起流(liu)量系數(shu)增大而(ér)産生計(jì)量誤✌️差(cha)。因此孔(kong)闆的🔞材(cai)質也是(shi)保證孔(kǒng)闆工作(zuò)可靠和(hé)計量正(zheng)确的一(yi)一個因(yin)素。用于(yú)天然氣(qì)計♌量的(de)孔闆采(cai)制一般(bān)爲🤞:Cr17、1Cr18Ni9TiC以及(jí)其他耐(nai)酸鋼。
(2)變(biàn)送器和(he)流量顯(xian)示儀表(biao)的精度(du)對整套(tào)流量計(ji)系統💘的(de)精度也(yě)很重要(yào)。目前,變(biàn)送器大(da)多數采(cai)用的都(dōu)是4-20MA信号(hào),顯示儀(yi)表采用(yòng)數字信(xin)号，隻要(yao)變送器(qì)現場安(ān)裝和🚶系(xì)統接👅地(dì)沒有問(wen)題，整個(ge)系統誤(wù)差不會(hui)受到影(yǐng)響。爲了(le)減小誤(wù)差，标準(zhǔn)明确了(le)配套🈲儀(yí)表的技(ji)術要求(qiú),設計和(he)使用單(dān)位可以(yi)參考(見(jiàn)表1)。
 
(3)流量(liang)積算部(bu)分之間(jiān)的誤差(cha),當溫度(dù)、壓力、差(chà)壓、組分(fèn)等數🤟據(jù)傳到🚩流(liu)量積算(suàn)器後目(mu)前,積算(suàn)器結合(hé)已經🔴輸(shu)入的節(jiē)流裝⛷️置(zhi)基本信(xin)息計算(suàn)流量，積(ji)算器所(suo)安裝的(de)計量标(biāo)準程序(xù)主🌈要有(you)SY/T6143标⭕準、AGA.3标(biāo)準、ISO5167标準(zhun)，在計量(liang)♍參數-緻(zhì)的情況(kuàng)下，通過(guò)幾個标(biāo)準換算(suàn)出💋的中(zhong)間參數(shù)和最終(zhong)的計量(liang)結果不(bu)超過萬(wan)分之一(yī)。
2附加誤(wù)差
如果(guǒ)儀表的(de)制造、選(xuan)型都嚴(yán)格按照(zhao)标準執(zhí)行，而在(zài)🔞安🤩裝和(he)使用過(guo)程中，沒(méi)有嚴格(gé)遵守技(jì)術要求(qiú)執行👌,就(jiù)會造成(cheng)附加誤(wù)差,這種(zhǒng)誤差的(de)大小是(shi)無法估(gu)計🚩的。但(dàn)是🥰通過(guo)對造成(chéng)誤差因(yīn)素的分(fen)析,可以(yi)将誤差(chà)降低。孔(kong)闆計量(liang)系統安(an)裝使用(yòng)時，必須(xū)符🐉合下(xia)列技術(shu)要求:(1)孔(kǒng)闆🛀🏻安裝(zhuang)時，他的(de)開孔中(zhōng)心和管(guǎn)道中心(xin)軸線同(tóng)心，而且(qie)它的端(duān)面與管(guan)道軸線(xian)垂直。
(2)孔(kǒng)闆上、下(xia)遊側取(qǔ)壓孔軸(zhóu)線符合(he)距孔闆(pan)上、下遊(yóu)端面的(de)距離爲(wei)25.4±0.8mm的要求(qiu)(目前國(guo)内絕大(dà)部分取(qu)壓方式(shì)采用法(fǎ)蘭取壓(ya)🈲)。
(3)取壓孔(kǒng)的軸線(xiàn)應與孔(kǒng)闆上下(xià)遊側2D計(jì)量管長(zhang)度的✍️内(nei)👅圓柱🐪的(de)軸線垂(chui)直，取壓(yā)孔的軸(zhou)線與孔(kong)闆兩端(duan)面❓向外(wai)傾斜角(jiao)的夾角(jiao)不大于(yu)3度。取壓(ya)孔直徑(jìng)不應大(dà)于0.08D。
(4)孔闆(pan)安裝需(xū)要前後(hou)直管段(duan),直管段(duàn)的長度(du)必須滿(mǎn)足标準(zhǔn)要求，必(bi)要時安(an)裝整流(liu)器。
(5)導壓(yā)管應采(cǎi)用耐腐(fǔ)蝕材料(liao),其内徑(jìng)不小于(yú)6mm,長度最(zui)好在16mm以(yǐ)内,導👣壓(yā)管應垂(chui)直或傾(qīng)斜敷設(she),起傾斜(xié)度不小(xiao)于🔞1:12.
(6)計量(liang)氣體溫(wēn)度的溫(wen)度計最(zuì)好安裝(zhuang)在孔闆(pǎn)下遊側(cè)直管段(duàn)以外的(de)地方，計(ji)算氣量(liang)時應将(jiāng)此時所(suo)測的氣(qi)流🈲溫度(du)換算成(chéng)孔闆上(shàng)遊側的(de)氣流溫(wēn)度，如果(guo)溫度計(ji)安裝在(zài)孔👌闆上(shàng)遊側，則(zé)溫度計(ji)套管與(yǔ)孔闆之(zhī)間的直(zhi)管段長(zhang)度L應滿(man)足下列(lie)🈲規定:
當(dang)溫度計(ji)套管直(zhí)徑不大(dà)于0.03D時(D爲(wèi)計量管(guǎn)内徑),L≥5D;
當(dang)溫度計(jì)套管直(zhí)徑在0.03D至(zhi)0.13D範圍内(nèi)時(D爲計(jì)量管内(nei)徑),L≥20D。
結束(shu)語
除了(le)技術要(yao)求之外(wai)，孔闆節(jiē)流裝置(zhì)在長期(qi)運行後(hòu)，節🈚流裝(zhuāng)置容易(yi)産生堵(dǔ)塞、結垢(gòu)、磨損、腐(fǔ)蝕等現(xian)象,這些(xiē)都會帶(dai)來附加(jiā)誤差,同(tóng)✏️時由于(yú)受溫度(du)等因素(sù)的影響(xiǎng),變送器(qì)接頭容(róng)易産生(shēng)洩漏,造(zào)成☎️壓力(lì)(或差壓(ya))損失，使(shi)用者必(bi)須根據(jù)計量介(jiè)質的情(qing)況确定(dìng)檢查周(zhōu)期。

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