[摘要]現場使(shi)用的孔闆流量計(jì) 在孔闆清洗時無(wu)法計量天然氣流(liú)量，計量的公平、公(gōng)正性無法得到保(bao)證。實際生産中常(cháng)通過經驗方法進(jìn)行估💋算，未引入進(jin)行補償，國家相關(guān)标準也未🔞說明是(shi)⭐否需要進行流量(liang)補償以及補💋償的(de)方法。通過對孔闆(pǎn)流量計的工作原(yuan)理及清洗維👣護時(shí)天然氣流态的分(fèn)析，在現場采📞用孔(kǒng)闆流量㊙️計并聯和(hé)孔🔞闆流量計與超(chāo)聲波流量計串聯(lián)兩種方式，對🌏孔闆(pan)清洗期間的天然(rán)氣流量🌈進行比對(dui)。結果表明全年清(qīng)洗48次，則估算流量(liàng)與實際流量相差(cha)約3.4x10m3。結論如下:(1)管道(dào)内孔闆的存在與(yǔ)否，對管道内天然(rán)氣流‼️動有較大影(ying)響:(2)孔闆清💃🏻洗期間(jiān)實際流量和經驗(yan)估算量有較大差(cha)值:(3)孔闆流量計清(qīng)洗期間進行流量(liang)補償是必要的。
　　标(biao)準孔闆流量計是(shì)一種非常成熟的(de)流量計,在多年的(de)試驗和使用過程(chéng)中積累了大量的(de)數據和經驗，以其(qi)耐高壓，安裝使用(yòng)維護方便等諸多(duō)優點在我國天👉然(ran)氣計量中占有主(zhu)導✔️地位叫。随着國(guó)家重點工程西氣(qì)東輸管道的全線(xian)通氣,我國天然氣(qì)的應用開始了❄️一(yi)個新的裏程。天然(ran)氣管道的迅速發(fā)㊙️展，要求對天然氣(qì)流量進行更加正(zheng)确的計量。天然氣(qì)在生産集輸過程(cheng)中，天然氣氣質中(zhong)含有從地下帶出(chu)的油水及砂粒粉(fěn)塵，因此，天然氣在(zai)📱高速流動中不斷(duàn)沖刷管道和設備(bei)，将會在孔闆表面(mian)沉🐆積大🌈量污物，使(shi)天然氣流量計量(liàng)嚴重偏離正常值(zhí)，必須通過周期性(xìng)清洗孔闆來🙇🏻糾正(zheng)偏差。而在孔闆流(liu)量㊙️計清洗過程中(zhong)，由于沒有孔闆節(jie)流，計量将停止，累(lèi)‼️積也就終止，而清(qing)洗孔闆時，又不能(néng)停止供給天然氣(qì),孔闆清洗期間的(de)天然氣流量無法(fǎ)正确獲得。現💔行國(guó)家标準GB/T21446-2008《用标準孔(kǒng)闆流量計測量天(tiān)然氣流量》規定了(le)在天然氣輸送過(guò)程中的流量計算(suàn)公式，但無孔闆流(liu)量計清洗期間的(de)流量計算公式㊙️,也(ye)未說🌈明孔闆流量(liàng)計清洗♊期間是否(fou)需要進行流量補(bu)償以及如何補償(chang)。
1孔闆流量計清洗(xi)期間流量補償現(xiàn)狀
　　在實際工作中(zhong),孔闆流量計清洗(xi)期間流經的天然(ran)氣🐇流量一般通過(guò)經驗方法進行估(gū)算，未進行流量補(bu)償。主要采用以下(xia)三種方式估算:
第(dì)一種:記錄孔闆清(qing)洗前n(n<=20)分鍾的每秒(miao)平均量，再記錄清(qīng)洗🔴過程中的時間(jiān)，即累積秒數，孔闆(pan)清洗期間估算的(de)流量就是兩者的(de)乘積。
第二種:在孔(kǒng)闆清洗完畢後，從(cóng)計量系統上電開(kāi)始計量起,采🌍集n(n<=20)分(fèn)鍾的每秒平均量(liàng)，孔闆清洗期間估(gu)算的流量就是🐪每(měi)秒平均量與清洗(xǐ)孔闆過程中累積(ji)時間秒數的乘積(jī)。
第三種:記錄孔闆(pǎn)清洗前n(n<=20)分鍾的每(měi)秒平均量，孔闆清(qing)洗結束,從♻️計量系(xì)統上電開始計量(liang)起，再記錄n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均量,然後(hòu)将兩個平均量再(zài)做平均,孔闆清洗(xi)期間估🐅算的流量(liàng)就是最後的平均(jun)秒流量與清洗孔(kong)闆過程的時間秒(miǎo)累積的乘積。
　　通過(guò)經驗方法估算孔(kǒng)闆流量計清洗期(qī)間的流量,就是平(píng)均瞬時流量與孔(kong)闆清洗時間的乘(cheng)積。孔闆☂️流量計清(qing)洗期間，沒有節流(liú)件，流速将增加，除(chú)了利用平均😘瞬時(shi)流量來估算，還需(xū)💛不需要另外進行(hang)流量補償呢💚?在行(háng)業領♻️域中主要有(yǒu)兩種認識:一種認(ren)爲，孔闆流量計清(qing)洗時間短，天然氣(qì)在封閉管道中流(liu)動，流量變化很小(xiao)，無需補償;另一種(zhǒng)認爲，在🏃🏻孔闆提出(chū)瞬間🌍，流速增加，流(liú)量增大，應該補償(chang)。行業領域🐕内💔的這(zhè)兩種觀點目前都(dou)尚未得到有🈲效實(shi)驗論證，無法準确(què)指導現場應用，因(yīn)此，有必要通過理(li)🥰論進行分析，并通(tong)過實驗來論證。
2孔(kong)闆流量計工作原(yuán)理
　　差壓式孔闆流(liu)量計 是基于流體(tǐ)流動的節流原理(lǐ)，利用流體流經節(jie)流元件♌時産生的(de)壓力差與其流量(liang)間的對應關系，通(tong)過測量壓差實現(xian)對👨‍❤️‍👨流量的測量。充(chong)滿管道的流體，當(dāng)它們流經管道内(nèi)的💛節流裝置時，流(liu)束将在節流裝置(zhi)的節流件處形成(cheng)局部收縮，從而使(shǐ)🈲流速增加，靜壓力(lì)低，于是在節流件(jian)前後便産生了壓(yā)力降，介💋質流動的(de)流量越大，在節流(liú)件前後産生的壓(yā)差就越大，所以孔(kong)闆流量計可以通(tōng)過測量壓差來衡(héng)量流體流量的大(da)小。流體流動的流(liú)量越大，在節流件(jian)前後産生🌈的壓差(cha)就越💚大，所以孔闆(pan)流量計可🏃‍♀️以通過(guo)測量壓差來衡量(liang)流體流量的大小(xiao)。這種測量方法是(shì)以能量守衡定律(lü)和流動連續性定(dìng)律爲基準♻️的。
　　孔闆(pǎn)以開孔銳利度來(lai)保證精度，對腐蝕(shí)、磨損、結垢、髒污敏(min)感，長期使用精度(dù)難以保證，在天然(rán)氣輸送中，孔闆大(dà)量的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼接觸重烴、泥(ni)沙等，需經常拆下(xia)清洗。孔闆流量計(jì)清洗前與清洗期(qi)間天然氣流态見(jian)圖1、圖2。
 
　　GB/T21446-2008《用标準孔闆(pǎn)流量計測量天然(ran)氣流量》中，天然氣(qi)在标㊙️準參比⚽條件(jiàn)下的體積流量實(shi)用公式爲:
 
式中:
qvn一(yī)天然氣在标準參(can)比條件下的體積(ji)流量;
Avn一體積流量(liàng)計量系數是采用(yòng)計量單位而定;
C一(yi)流出系數;
E一漸近(jin)速度系數;
d一孔闆(pǎn)開孔直徑，mm;
Fc一相對(duì)密度系數;
ε一可膨(peng)脹性系數;.
Fz一超壓(yā)縮系數;
FT一流動溫(wen)度系數;
P1一孔闆上(shang)遊側取壓孔氣流(liu)絕對靜壓，MPa;
△P一氣流(liú)流經孔闆時産生(sheng)的差壓，pa.
　　當孔闆流(liu)量計處于清洗過(guo)程中，孔闆被搖至(zhi)上閥腔後，此時🌍無(wú)壓差△P産生,也就無(wú)法用此公式對天(tian)然氣流量進行計(ji)算。
3現場實驗
3.1并聯(lian)孔闆流量計比對(dui)實驗
　　從一個完整(zhěng)的計量支路來看(kan)，隻要它與下遊之(zhi)間存在壓差,将孔(kong)闆提出計量管後(hòu)，計量管段處于全(quan)🐪通狀态，氣流通🏃🏻過(guò)的橫截面積驟然(rán)增加，由于缺少阻(zǔ)力元件孔闆㊙️的節(jie)流作用，此時通過(guò)的天然氣流速增(zeng)加，總量也會随之(zhi)增加7。
　　爲了論證這(zhe)個理論，選擇-一個(gè)上、下遊氣源相對(duì)穩定的計💁量點，站(zhàn)場彙管上并聯安(ān)裝有兩條規格型(xing)号、工🌈藝布局完☂️全(quán)相💃🏻似的孔闆流量(liàng)計J1、J2(DN150,表壓3.2MPa)進行實驗(yan)(圖3、圖4)。
 
　　實驗方法:選(xuǎn)擇在上下午不同(tóng)時段，分别清洗J1和(hé)J2共做兩次實驗🈲。清(qīng)洗孔闆流量計J1(J2)，在(zài)清洗過程中，J1(J2)由于(yu)缺少阻力元件孔(kǒng)闆的節流作用，彙(huì)管中絕大部分天(tiān)然氣流向J1(J2),J2(J1)瞬時流(liu)量(以下簡稱瞬量(liàng))減少，而彙管總瞬(shun)量(J1與J2的瞬量之和(he))在孔闆💞流量計清(qīng)洗前後基本穩定(dìng)，通過彙管總瞬量(liàng)減去J1(J2)清洗期間J2(J1)平(ping)均瞬量🈲，來推算出(chu)J1(J2)清洗期間流經JI(J2)的(de)天然氣大緻瞬量(liang)。利用天然氣大緻(zhì)瞬量估算的流量(liàng)，與按照經驗方法(fǎ)三(清洗前後20分鍾(zhong)平均瞬時流量)估(gū)算的流⚽量進行對(dui)比。
3.1.1第一次實驗:清(qing)洗孔闆流量計JI(14分(fèn)鍾)
(1)清洗孔闆流量(liàng)計J1，清洗前、中、後J1、J2、總(zǒng)瞬量如表1所示。
 
　　從(cong)表1室驗數據可以(yǐ)看出，總瞬量在孔(kong)闆清洗前和清💋洗(xi)後
　　基本一緻，由此(cǐ)可推算J1清洗期間(jiān)瞬量qJ1及總流量QJ1:
J1清(qing)洗期間瞬量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清洗(xi)期間總流量QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量計J1,清洗(xi)前、後20分鍾J1瞬量如(rú)表2所示。
J1清洗期間(jian)瞬量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清洗期間總(zong)流量Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從第一次實(shí)驗可以看出，孔闆(pan)流量計J1清洗期間(jian)的🙇🏻實際流量約爲(wei)5723m3，利用經驗方法估(gu)算的流量爲3874m3，兩者(zhě)🔞相差47.7%，1.48倍。
 
3.1.2第二次實(shí)驗:清洗孔闆流量(liàng)計J2(21分鍾)
(1)清洗孔闆(pan)流量計J2，清洗前、中(zhong)、後J1、J2、總瞬量如表3所(suǒ)示。
 
從表3實驗數據(ju)可推算J2清洗期間(jian)瞬量qJ2及總流量qJ2:
J2清(qing)洗期間瞬量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清洗(xi)期間總流量QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量計J2,清洗(xǐ)前、後20分鍾J2瞬量如(rú)表4所示。
 
J2清洗期間(jian)瞬量qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清洗期間總(zǒng)流量QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第二次實(shí)驗可以得出，孔闆(pǎn)流量計J2清洗期間(jiān)的實際🏃‍♀️流量約爲(wèi)13017m3,利用經驗方法估(gū)算的流量爲9953m3，兩者(zhě)相差30.8%，1.31倍。
3.2串聯孔闆(pan)流量計與超聲波(bo)流量計比對實驗(yàn)
　　爲了進一步論證(zhèng)在孔闆清洗期間(jian)應進行流量補🈚償(cháng)，選擇一🏃‍♀️個🐕無人值(zhí)守單井站，該站井(jǐng)口産量較小，場站(zhan)工藝簡單，有孔闆(pǎn)流量計和超聲波(bō)流量計串㊙️聯，且兩(liǎng)套裝置的直徑、工(gong)藝布局完全相似(si)。.上遊爲高級孔闆(pǎn)閥，下遊爲超聲波(bō)流量計置，管徑爲(wei)DN100，壓力☂️爲2.5MPa,兩台裝置(zhì)相鄰不足20米。見圖(tú)5、圖6。
 
 
　　實驗方法:清洗(xǐ)上遊孔闆流量計(jì)，上、下午共清洗兩(liang)次，記錄在上遊孔(kong)闆流量計清洗期(qī)間，流經下遊超聲(shēng)波🔞裝置的天然氣(qì)🧡流量，推算清洗期(qī)間流經孔闆流量(liang)計的天然氣流量(liang)大緻範♻️圍。
3.2.1第一次(ci)實驗:清洗孔闆流(liu)量計16分鍾
(1)清洗孔(kong)闆流量計前、後20分(fèn)鍾瞬量如表5所示(shi)。
清洗期間瞬量q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清(qīng)洗期間總流量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清(qīng)洗孔闆流量計期(qi)間，下遊超聲波流(liú)量計累積流量如(rú)表6所示。
 
 
　　上遊孔闆(pan)流量計清洗期間(jian)流經下遊超聲波(bō)流量☎️計的總流⭐量(liang)Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從第一次實驗可(kě)以得出,孔闆流量(liàng)計清洗期間的實(shi)際流量約爲698m3，利用(yong)經驗方法估算的(de)流量爲560m3,兩者相差(chà)25%，1.25倍。
3.2.2第二次實驗:清(qing)洗孔闆流量計15分(fen)鍾
(1)清洗孔闆流量(liàng)計前、後20分鍾瞬量(liàng)如表7所示。
 
清洗期(qī)間瞬量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清洗期間(jian)總流量Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗孔闆(pǎn)流量計期間，下遊(yóu)超聲波流量計累(lèi)積流量🏒如📐表8所示(shi)。
 
　　上遊孔闆流量計(ji)清洗期間流經下(xià)遊超聲波流量計(jì)的總流⛷️量Q=33478820-33478227=593(m3)
從第二(èr)次實驗可以得出(chu)，孔闆流量計清洗(xǐ)期間的實際流量(liàng)約爲593m3,利用經驗方(fāng)法估算的流量爲(wei)471m3,兩者📞相差.26%，1.26倍。
4結論(lùn)
　　從現場實驗可以(yi)得知，在孔闆流量(liang)計清洗期間，由于(yú)缺少阻力元件孔(kǒng)闆的節流作用，管(guan)道内天然氣的流(liú)✉️速加🔆快，流🛀經孔闆(pan)流🈲量計的流量增(zēng)加。因此，利用經驗(yàn)方法(平✏️均瞬時流(liu)量)估🈚算的流量與(yu)實際流量相差較(jiao)大。四次現場實驗(yan)，實際流量與估算(suàn)流量相差最小爲(wèi)25%，1.25倍，最大爲47.4%，1.48倍。假設(she)某天然氣場站每(mei)天生産的天然氣(qi)爲5x106m3,每周清洗一次(cì)，每次20分鍾,按📞照實(shi)際流量與估算流(liu)量相差1.25倍計算,則(zé)估算流量與實際(jì)♉流量相差約69445m3。全年(nian)清洗48次，則相差約(yuē)3.4x106m3。清洗次數越多、時(shí)間越長，流量損失(shi)也就越大。如果不(bu)進行流量🆚補償，勢(shì)必會造成估算的(de)天然氣流量偏低(dī)，有失計💞量的公平(píng)、公正。因此，在估算(suàn)天然氣流量時進(jìn)行補償是非常必(bi)要的。

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