摘要(yao)：從集輸(shu)氣站孔(kong)闆流量(liang)計 計量(liang)操作的(de)角度出(chu)發，在分(fen)析孔闆(pan)流量計(ji)壓差計(ji)量和流(liu)量測量(liang)原理的(de)基礎上(shang)，結合儀(yi)表、溫度(du)、壓力及(ji)壓差等(deng)對流❄️量(liang)的影響(xiang)，闡述操(cao)作過程(cheng)中，應重(zhong)視壓力(li)和壓差(cha)對高壓(ya)外輸用(yong)戶的影(ying)響，以及(ji)壓差對(dui)低壓外(wai)輸用戶(hu)計量精(jing)度的影(ying)響。通過(guo)科學選(xuan)取合适(shi)的壓差(cha)量🐆程提(ti)高輸氣(qi)計量精(jing)度，減少(shao)不必要(yao)的損失(shi)，實現計(ji)量創效(xiao)的目的(de)。
　　孔闆流(liu)量計由(you)一次裝(zhuang)置(孔闆(pan)、取壓裝(zhuang)置和前(qian)後直管(guan)段)和二(er)次儀表(biao)(溫度傳(chuan)感器、 壓(ya)力變送(song)器 、 差壓(ya)變送器(qi) 和 流量(liang)計 )構成(cheng)［1］。一次裝(zhuang)置即節(jie)流裝置(zhi);二次儀(yi)表即流(liu)量運算(suan)裝置，壓(ya)力和📐差(cha)壓變送(song)器分别(bie)将節流(liu)裝置中(zhong)的壓力(li)和壓差(cha)信号轉(zhuan)換📱成标(biao)準直流(liu)電流4～20mA信(xin)号，溫度(du)傳⛱️感器(qi)将通過(guo)節流裝(zhuang)置的流(liu)體溫度(du)轉換成(cheng)電阻信(xin)号，流量(liang)積算儀(yi)将前三(san)者信号(hao)進行充(chong)分🧡運算(suan)得出計(ji)量流量(liang)。
　　由于孔(kong)闆流量(liang)計工序(xu)簡單、計(ji)量可靠(kao)而且成(cheng)本不🐪高(gao)，在氣體(ti)、液⁉️體和(he)蒸汽流(liu)量計量(liang)中被廣(guang)泛應用(yong)。特别是(shi)在天然(ran)氣⛱️計量(liang)交易過(guo)程中，孔(kong)闆流量(liang)計的應(ying)用占90%以(yi)上。爲此(ci)，針對孔(kong)闆計量(liang)方法形(xing)成一套(tao)天然🌈氣(qi)流量計(ji)量标準(zhun)SY/T6143-1996［2］，目的就(jiu)是要💚按(an)照标準(zhun)要求安(an)裝孔闆(pan)計量設(she)☔備并規(gui)範操🔞作(zuo)，把系統(tong)和不确(que)定性誤(wu)差控制(zhi)在允許(xu)的範圍(wei)之内。
　　從(cong)集輸氣(qi)站計量(liang)的角度(du)出發，重(zhong)點闡述(shu)加強管(guan)理和操(cao)作、提高(gao)計量精(jing)度的方(fang)法，并以(yi)大嶺集(ji)輸氣站(zhan)3個管道(dao)用戶端(duan)爲研究(jiu)對象，在(zai)分析溫(wen)度、壓力(li)及壓差(cha)等各要(yao)素對流(liu)量影響(xiang)的基礎(chu)上，定量(liang)研究各(ge)要✂️素對(dui)計量精(jing)度的影(ying)響，以得(de)到提高(gao)孔闆流(liu)量計計(ji)💃🏻量精度(du)的方法(fa)。
1孔闆流(liu)量計的(de)結構和(he)測量原(yuan)理
　　孔闆(pan)流量計(ji)的結構(gou)相對簡(jian)單，安裝(zhuang)時在輸(shu)氣管道(dao)裏放入(ru)💜一個與(yu)管軸垂(chui)直的圓(yuan)孔金屬(shu)闆(即孔(kong)闆)，作爲(wei)壓差計(ji)🈲量的節(jie)流元件(jian)，孔闆中(zhong)心要與(yu)管道中(zhong)心線一(yi)緻，但根(gen)據孔闆(pan)裝置取(qu)壓🔅方式(shi)的⛹🏻‍♀️差異(yi)，分爲法(fa)蘭取壓(ya)孔闆(圖(tu)1)和角接(jie)取壓孔(kong)闆。不同(tong)的是法(fa)蘭取壓(ya)在孔闆(pan)上遊和(he)下遊各(ge)有一個(ge)放置測(ce)壓管的(de)取壓孔(kong)，通過測(ce)壓管測(ce)出管道(dao)内上、下(xia)遊的壓(ya)力㊙️得出(chu)✂️壓差，進(jin)而計算(suan)流量;角(jiao)接😍取壓(ya)孔闆可(ke)以單獨(du)鑽孔取(qu)壓或環(huan)隙取壓(ya)，原理與(yu)法蘭取(qu)壓孔🐉闆(pan)相似。

D———測量(liang)管道内(nei)徑;d———工作(zuo)條件下(xia)孔闆開(kai)孔直徑(jing);E———孔闆厚(hou)度;e———孔🌈闆(pan)開孔厚(hou)度;lt———上遊(you)取壓孔(kong)間距;t2———下(xia)遊取壓(ya)孔間距(ju);φ———取壓孔(kong)直徑;F———孔(kong)闆斜角(jiao)
　　天然氣(qi)流經孔(kong)闆時，流(liu)束局部(bu)收縮，流(liu)速加快(kuai)，靜壓力(li)降低🐪，在(zai)孔闆前(qian)後形成(cheng)壓差。孔(kong)闆的流(liu)量測量(liang)以🔱氣流(liu)的流速(su)越大壓(ya)差就會(hui)越大爲(wei)依據，它(ta)們之間(jian)🐇符合能(neng)🏒量守恒(heng)☂️定律和(he)流體連(lian)💋續性方(fang)程。李長(zhang)俊和張(zhang)永紅對(dui)天然氣(qi)流量計(ji)算進行(hang)了詳細(xi)的推導(dao)［3，4］，得到了(le)天然氣(qi)體積流(liu)量Qn計算(suan)公：

　　其中(zhong)，秒計量(liang)系數An(3.1794×10－6)、流(liu)出系數(shu)C、漸進速(su)度系數(shu)E、孔闆開(kai)孔直徑(jing)d、超壓縮(suo)因子FZ和(he)流動溫(wen)度系數(shu)FT均可看(kan)作常數(shu);p1爲孔闆(pan)🏃‍♀️上遊絕(jue)對靜壓(ya);Δp爲孔闆(pan)前後壓(ya)差;FG爲相(xiang)對密度(du)系❗數;ε爲(wei)可膨脹(zhang)系數。可(ke)以看出(chu)，氣體的(de)體積流(liu)量與d、p1和(he)Δp有關。
2影(ying)響流量(liang)計量的(de)因素
　　對(dui)集輸氣(qi)站來說(shuo)，計量因(yin)素主要(yao)受控于(yu)計量設(she)備📐、氣源(yuan)性質和(he)輸氣條(tiao)件。其中(zhong)計量設(she)備的影(ying)響誤差(cha)‼️相對固(gu)定，且在(zai)允許範(fan)圍💘之内(nei)。氣源性(xing)質包括(kuo)密度、壓(ya)縮因子(zi)等受氣(qi)體差異(yi)和含飽(bao)和水(油(you))的影響(xiang)，隻要加(jia)強管🌈理(li)、規範操(cao)作、準确(que)掌☁️握其(qi)密度變(bian)化并做(zuo)好氣液(ye)分離，這(zhe)類誤差(cha)也能得(de)到有效(xiao)控制。這(zhe)樣式(1)可(ke)以進一(yi)步簡㊙️化(hua)爲:
其中(zhong)，Kn爲孔闆(pan)流量計(ji)常規參(can)數修正(zheng)系數，

　　基(ji)于大嶺(ling)集輸氣(qi)站的工(gong)作經驗(yan)，結合輸(shu)氣計量(liang)的溫😄度(du)、壓力、壓(ya)✌️差和流(liu)量數據(ju)進行研(yan)究。大嶺(ling)集輸氣(qi)站2010年建(jian)成并投(tou)産，設計(ji)輸氣能(neng)力每天(tian)254萬方，氣(qi)源來✊自(zi)八屋氣(qi)站，2016年供(gong)氣用戶(hu)3個，其✏️中(zhong)高壓部(bu)分經分(fen)離器過(guo)濾直接(jie)供給吉(ji)林銷售(shou)CNG大嶺站(zhan)，另一⭐部(bu)分經分(fen)🌏離器過(guo)濾、水套(tao)爐和調(diao)壓撬調(diao)壓後供(gong)給長燃(ran)和長🥰天(tian)，夏天最(zui)低日輸(shu)氣5萬方(fang)，冬季最(zui)高日輸(shu)氣88萬方(fang)，全年外(wai)輸天然(ran)氣近☔2億(yi)方，承擔(dan)着分公(gong)司近三(san)分之一(yi)的輸氣(qi)任務。下(xia)面以CNG、長(zhang)天和長(zhang)燃供氣(qi)用戶(管(guan)道公稱(cheng)直徑分(fen)别爲100、150、200mm)爲(wei)例進行(hang)說明。
2.1不(bu)同孔闆(pan)結構對(dui)Kn的影響(xiang)
　　選取CNG、長(zhang)天和長(zhang)燃用戶(hu)用氣穩(wen)定時間(jian)段的輸(shu)氣數據(ju)進行分(fen)析📞，以天(tian)然氣體(ti)積流量(liang)Qn爲縱坐(zuo)标，溫壓(ya)梯度變(bian)化參數(shu)3600′爲橫坐(zuo)标，得出(chu)3個用戶(hu)計量設(she)備的Kn'存(cun)在差異(yi)(Kn'=Kn/3600)，經拟合(he)發現(圖(tu)2、表1)，在不(bu)同條件(jian)下，CNG用戶(hu)Kn'值誤差(cha)小于2%，長(zhang)天用戶(hu)Kn'值誤♍差(cha)小于3%，長(zhang)🐅燃用戶(hu)Kn'值誤差(cha)小于5%，可(ke)以明确(que)的是輸(shu)氣壓力(li)越高流(liu)量波動(dong)越小，Kn'值(zhi)📱誤差就(jiu)越小，Kn值(zhi)誤差也(ye)就越小(xiao)。但🔞從誤(wu)差範圍(wei)看，一套(tao)标準計(ji)量♻️設備(bei)引起的(de)🐉計量誤(wu)差在🈲允(yun)許範圍(wei)内✂️。因此(ci)，集輸氣(qi)站可通(tong)過計算(suan)🈲不同管(guan)道孔闆(pan)計量的(de)Kn，簡化生(sheng)産過程(cheng)中的流(liu)🤟量計算(suan)過程，從(cong)而結合(he)輸氣任(ren)務動态(tai)地做⛹🏻‍♀️好(hao)計量操(cao)作，完成(cheng)輸氣任(ren)務。


2.2溫(wen)度、壓力(li)和壓差(cha)對輸氣(qi)計量的(de)影響
　　同(tong)一計量(liang)設備常(chang)數Kn一定(ding)，對流量(liang)有影響(xiang)的有溫(wen)度⛹🏻‍♀️、壓力(li)和☎️壓差(cha)3個參數(shu)。表2列出(chu)了同一(yi)用戶計(ji)量過程(cheng)中兩個(ge)參數相(xiang)同另一(yi)個不同(tong)時的流(liu)量變化(hua)，可以看(kan)出，當兩(liang)個參🛀🏻數(shu)相同☎️時(shi)，溫度變(bian)化對❤️流(liu)量的改(gai)變是有(you)限的，而(er)壓力和(he)壓差的(de)波動對(dui)流量的(de)影響比(bi)較大。對(dui)于高壓(ya)外輸用(yong)戶CNG來說(shuo)，進站壓(ya)力受氣(qi)源供❗氣(qi)與站内(nei)輸氣的(de)雙重影(ying)響，波動(dong)較大，但(dan)它與壓(ya)差共同(tong)影響着(zhe)流量，是(shi)高壓外(wai)輸用戶(hu)最主要(yao)的兩個(ge)參❓數;而(er)對于調(diao)壓外輸(shu)用戶長(zhang)天和長(zhang)燃🧑🏽‍🤝‍🧑🏻來說(shuo)，由于有(you)調壓撬(qiao)進行壓(ya)力調節(jie)，因此壓(ya)力波動(dong)範圍顯(xian)著🧑🏽‍🤝‍🧑🏻變小(xiao)，這樣壓(ya)差就成(cheng)爲了反(fan)映流量(liang)的最主(zhu)要參數(shu)。

3根據壓(ya)差選擇(ze)合适的(de)量程
　　對(dui)集輸氣(qi)站來說(shuo)，除了加(jia)強管理(li)和規範(fan)操作外(wai)，結合壓(ya)💚差🏃選擇(ze)好孔闆(pan)的量程(cheng)成爲提(ti)高孔闆(pan)流量計(ji)計量精(jing)度♻️的關(guan)鍵。在輸(shu)氣過程(cheng)中，用戶(hu)在不同(tong)時間👅段(duan)和不同(tong)季節的(de)用氣需(xu)求是變(bian)化的，更(geng)換孔闆(pan)的♻️方法(fa)比較直(zhi)接。但是(shi)如果需(xu)要經常(chang)更換💯，會(hui)因孔闆(pan)有限和(he)頻繁操(cao)作而不(bu)現實，并(bing)且更換(huan)孔闆的(de)過程就(jiu)會影響(xiang)計🏃🏻量🌂精(jing)度，這時(shi)就要考(kao)慮調節(jie)計量量(liang)程🌈，具體(ti)方法有(you)以下兩(liang)種。
3.1選取(qu)合适的(de)孔闆量(liang)程
　　對于(yu)CNG高壓外(wai)輸用戶(hu)，從表1數(shu)據來看(kan)，最大壓(ya)差爲22kPa，但(dan)😄在選🛀🏻擇(ze)壓差量(liang)程時，不(bu)能完全(quan)以統計(ji)的最大(da)壓差💞爲(wei)依據，因(yin)🏃‍♀️爲外輸(shu)壓☎️力的(de)變化不(bu)受集輸(shu)氣站控(kong)制，需要(yao)根據具(ju)體情況(kuang)進一步(bu)計算，如(ru)最大瞬(shun)時流量(liang)值爲15000m3/h，但(dan)進✍️站壓(ya)力爲1.5、5.4MPa時(shi)，最大壓(ya)差分别(bie)爲73、20kPa(實際(ji)統計數(shu)據)，考慮(lü)到數據(ju)的有限(xian)性，因此(ci)最大壓(ya)差量程(cheng)範圍選(xuan)擇0～100kPa爲宜(yi)。對💁于低(di)壓用戶(hu)來說，以(yi)長天爲(wei)例，當最(zui)大瞬時(shi)流❗量爲(wei)15000m3/h，進站壓(ya)力爲0.7、1.2MPa時(shi)，最大🔞壓(ya)差分别(bie)爲36、18kPa(實際(ji)統計數(shu)據)，最大(da)壓差量(liang)程範圍(wei)爲0～60kPa即可(ke)滿足;當(dang)最大瞬(shun)時流量(liang)爲23000m3/h，進站(zhan)壓力爲(wei)0.8、1.1MPa時，最大(da)壓差分(fen)别爲80、52kPa(實(shi)際統計(ji)數據)，最(zui)大壓差(cha)量程範(fan)圍爲0～100kPa即(ji)可滿足(zu)。
3.2動态調(diao)節孔闆(pan)量程範(fan)圍
　　當集(ji)輸氣站(zhan)某一時(shi)期輸氣(qi)量減少(shao)或加大(da)，更換孔(kong)闆又不(bu)現實時(shi)，可以考(kao)慮動态(tai)調節孔(kong)闆量程(cheng)。
　　如長燃(ran)用戶，原(yuan)最大壓(ya)差Δp1設定(ding)爲100kPa，由于(yu)用氣淡(dan)季到來(lai)，持續一(yi)⁉️段時間(jian)内最大(da)流量不(bu)超過18000m3/h，溫(wen)度爲5～12℃、壓(ya)力㊙️爲0.9～1.0MPa，壓(ya)差不大(da)于42kPa，爲了(le)計量準(zhun)确，将最(zui)大壓差(cha)調整爲(wei)70kPa就能滿(man)足要求(qiu)。同時要(yao)校驗儀(yi)表，使它(ta)符合JB/T10564-2006［5］的(de)規定，最(zui)大流量(liang)Qn1爲30000m3/h，壓差(cha)需降爲(wei)70kPa，最大🥵流(liu)量需降(jiang)爲25000m3/h。由Δp1/Δp2=(Qn1/Qn2)2(Δp2爲(wei)實際最(zui)大壓差(cha))可知最(zui)大壓差(cha)降爲70kPa時(shi)，實際最(zui)大流量(liang)👉Qn2'=25100m3/h，這時模(mo)拟電流(liu)⭐值應滿(man)足25100/25000=(20－4)/(In2'－4)，In2'的值(zhi)爲19.94mA，即在(zai)電流信(xin)🐕号記錄(lu)儀制式(shi)爲4～20mA的情(qing)況下，原(yuan)參數爲(wei)20mA時，每小(xiao)時走字(zi)1000個，調整(zheng)後爲19.94mA走(zou)字1000個，但(dan)積算儀(yi)滿刻度(du)爲🎯20mA，就㊙️需(xu)計算出(chu)調整後(hou)20mA對應的(de)走字數(shu)🔴爲每小(xiao)時1004字，作(zuo)爲校驗(yan)儀表的(de)參考［6］，即(ji)(20－4)/(19.94－4)=Sn2/1000(Sn2爲積算(suan)儀滿刻(ke)度時走(zou)的字數(shu))。
4結束語(yu)
　　在集輸(shu)氣站計(ji)量過程(cheng)中，要想(xiang)提高孔(kong)闆流量(liang)計的計(ji)量精度(du)，就要加(jia)強管理(li)并規範(fan)操作。除(chu)了按照(zhao)标準進(jin)🤞行孔闆(pan)計量設(she)備的安(an)裝并做(zuo)好維護(hu)和運行(hang)外，還要(yao)🏃‍♀️做好孔(kong)闆計量(liang)🍉的科學(xue)操作，正(zheng)确使用(yong)孔闆流(liu)量計。
　　管(guan)理和操(cao)作上要(yao)重視對(dui)氣源的(de)掌握和(he)跟蹤，不(bu)同氣田(tian)的天然(ran)氣密度(du)存在差(cha)異，集輸(shu)氣站氣(qi)源不單(dan)一時，輸(shu)氣密度(du)不能保(bao)持長期(qi)穩定不(bu)變，因此(ci)，建議集(ji)輸氣⭐站(zhan)要建立(li)氣樣取(qu)樣台賬(zhang)記錄和(he)規範要(yao)求，定期(qi)根據實(shi)測校正(zheng)天然氣(qi)密度。同(tong)時，加強(qiang)分離器(qi)的使用(yong)和保🏃養(yang)，做好排(pai)液🐅，确保(bao)氣水(油(you))進站後(hou)能夠💜有(you)效分離(li)，避㊙️免因(yin)天然氣(qi)中含有(you)飽和水(shui)造成的(de)計🏃‍♀️量誤(wu)差。計量(liang)上要做(zuo)好技術(shu)調控，對(dui)于高壓(ya)外輸用(yong)❗戶要重(zhong)點考慮(lü)壓力和(he)壓差兩(liang)個因素(su)，同🐪時壓(ya)差量程(cheng)選取時(shi)要充分(fen)考慮到(dao)壓力波(bo)動的影(ying)響。對🈚于(yu)低壓外(wai)輸用戶(hu)，因爲壓(ya)力波動(dong)範圍小(xiao)，壓差🔞爲(wei)最主要(yao)🤩因素，最(zui)大壓差(cha)變化在(zai)量✍️程合(he)理範圍(wei)即可。總(zong)之，從🌈提(ti)高集輸(shu)氣站操(cao)作計量(liang)精度來(lai)看，要充(chong)分考慮(lü)高壓外(wai)輸和低(di)壓外輸(shu)用戶的(de)區别，加(jia)強管理(li)，規範操(cao)作，科學(xue)選擇壓(ya)差量程(cheng)，使集輸(shu)氣站的(de)孔闆計(ji)量更加(jia)精确。

以(yi)上内容(rong)源于網(wang)絡，如有(you)侵權聯(lian)系即删(shan)除!