摘要(yào)：天然氣生(sheng)産與貿易(yi)計量中仍(réng)然大量采(cǎi)用标準孔(kong)闆流量計(jì) ，其在實際(ji)應用中需(xū)要規範操(cāo)作、嚴格管(guan)理才能确(que)保計🔅量🚶的(de)有效和準(zhun)确。重點介(jie)紹标準孔(kong)闆流量計(jì)⛷️在實際應(ying)用及日常(chang)♋管理中的(de)注意事項(xiang)。
一、引言
　　标(biāo)準孔闆流(liu)量計是天(tiān)然氣行業(yè)中使用最(zui)多，并已标(biāo)準化的檢(jian)測元件,在(zai)嚴格按标(biao)準制造、安(ān)裝和使👅用(yòng)的條件下(xià),無需進行(hang)實流檢定(dìng).也能在已(yǐ)知的不♉确(què)定度範圍(wei)内進行流(liú)量測量。這(zhè)一突出的(de)優點使孔(kong)闆流量😘計(jì)在今後-定(dìng)時期内🤞，仍(reng)将在天然(ran)氣流量計(jì)量中占有(yǒu)重要地位(wèi)。
二、孔闆計(jì)量選型及(jí)優缺點
1.孔(kǒng)闆流量計(jì)計量儀表(biǎo)選型
　　孔闆(pan)流量計 由(yóu)節流裝置(zhi)、導壓管路(lu)系統、差壓(ya)計組成,具(jù)有結構🎯簡(jiǎn)單、制造容(rong)易,安裝、使(shi)用和維護(hù)方便,可靠(kào)性高等特(tè)點。一般正(zhèng)常📱情況下(xià),其測量精(jīng)度能滿足(zu)GB/T2624-1993(流量測🔞量(liàng)節流裝置(zhi)用孔闆、噴(pēn)嘴和文丘(qiu)裏管測量(liang)充滿圓💰管(guǎn)的流體流(liú)量(替代GB2624-1981))和(hé)石油部SYL04-1983(天(tian)然氣流量(liàng)測量的标(biao)準孔闆計(jì)量方法.升(shēng)級爲SYT6143-1996)标準(zhun)的要求。使(shi)用孔闆🥰流(liu)量計時各(ge)計量點的(de)主要區别(bié)在于二次(ci)儀🌈表的選(xuǎn)型配制，最(zui)常見🤩的有(yǒu)兩種類型(xing):--是采用雙(shuang)波紋管差(chà)壓計記錄(lù)靜壓、差壓(yā),求出靜壓(yā)和差壓㊙️的(de)全天平均(jun1)值,玻璃棒(bang)溫度計測(cè)🌈量溫度,人(rén)工采樣的(de)平均值作(zuo)爲溫度值(zhí);二是 差壓(ya)變送器 與(yǔ)溫度、 壓力(lì)變送器 加(jiā)智能計算(suàn)儀，實現天(tian)然氣流量(liàng)測量和計(jì)算的自動(dòng)♈控制及✉️管(guan)理。雙波紋(wén)管差壓、靜(jing)壓記錄儀(yí)和玻璃棒(bàng)溫度計是(shì)機🏒械式熱(rè)工儀表,精(jīng)度差;并且(qiě)需要人工(gong)求積來計(jì)算小時、日(rì)平均值、累(lei)積值💘,人爲(wèi)涉及的因(yin)素太多,天(tian)然氣的流(liú)量計算無(wú)法嚴格按(an)照标準執(zhi)行;而智能(néng)變送器則(ze)可🌈以實現(xiàn)在線實時(shí)檢測積算(suàn),完全符合(he)标準規定(dìng)的數學㊙️模(mo)型和計算(suàn)方法。
2.孔闆(pan)流量計優(yōu)缺點
　　孔闆(pan)流量計按(an)照是否可(ke)以帶壓更(geng)換孔闆，分(fen)爲-體式孔(kǒng)闆流量計(jì)和高級孔(kong)闆流量計(ji)(高級孔闆(pǎn)閥)。優點:原(yuán)理簡明,應(yīng)用技術成(chéng)熟，容易掌(zhǎng)握;适應性(xing)強,更換孔(kong)闆即可實(shí)現不同流(liu)量的測量(liàng);性能穩定(ding)可靠🈲,使用(yòng)壽命長;孔(kǒng)闆爲标準(zhun)節流件,标(biāo)定方便簡(jian)單。缺點:量(liang)程比小,一(yi)-般爲3:1-5:1;壓力(lì)損失較大(da);計量精度(dù)受影響因(yīn)素較多🚩;前(qián)後直管段(duan)要求長,占(zhàn)地面積大(da)。
三、引起孔(kǒng)闆計量誤(wu)差的主要(yào)因素
1.計量(liang)儀表誤差(cha)
　　采用孔闆(pan)流量計,對(dui)孔闆加工(gōng)的技術要(yào)求十分嚴(yan)🔴格,必須符(fu)合GB2624-1981或SY/T6143-2003(用标(biao)準孔闆流(liú)量計測量(liang)天然氣流(liú)量)标準中(zhōng)的規定,否(fǒu)則,會🌈給天(tian)然氣流量(liàng)測量結果(guǒ)帶來很大(dà)的誤🙇‍♀️差。孔(kong)闆的偏心(xīn)和彎曲是(shì)孔闆的制(zhì)造安裝和(hé)使用中影(ying)響計量儀(yí)⛱️表精度的(de)主要因素(su),有關實驗(yan)表明,孔闆(pǎn)彎曲🔴造成(chéng)的最大誤(wu)差爲3.5%。孔闆(pan)安裝盡管(guan)安裝規範(fan)--般都能夠(gou)♊掌握,但有(yǒu)些細節往(wang)往沒有引(yin)起重視,導(dao)緻較大的(de)計量誤差(chà)。如密封墊(nian)片内孔未(wei)按環室尺(chi)📐寸加工,墊(niàn)片伸出環(huan)室,幹擾流(liú)體穩定流(liu)動:導壓管(guǎn)走向不合(hé)理,差壓無(wú)法順利傳(chuán)導;平衡器(qi)安裝水平(píng)精度低，直(zhí)接産生計(ji)🔴量誤差等(děng)🥰。
2.節流裝置(zhi)的突出物(wù)
　　節流裝置(zhi)中伸入管(guǎn)内的墊片(piàn)焊縫等也(ye)會引起測(ce)量😍誤差,誤(wù)差大小與(yǔ)突出物位(wei)置、孔闆與(yu)突出物的(de)距離以及(jí)🌈突出等有(you)💁關。有😄關實(shi)驗表明，當(dāng)β=0.7,突出物位(wèi)于孔闆上(shàng)遊管徑2倍(bèi)時,産生誤(wù)差最大;若(ruò)突出物位(wei)于孔闆上(shang)遊處,誤差(chà)💞爲16%-50%。若位于(yú)下遊，則對(dui)計量精度(du)⭐的影響相(xiang)對較小。
3.使(shǐ)用條件變(bian)化引起的(de)誤差
　　這種(zhong)誤差主要(yào)是由脈動(dong)流現象和(he)超量程、流(liú)程頻繁波(bō)動🔞問☎️題引(yǐn)起的。管道(dao)中氣體流(liu)速和壓力(lì)發生突然(rán)變化，造成(cheng)脈動流，引(yin)起差壓波(bō)動，當節流(liú)裝置上出(chū)現明顯的(de)脈動流時(shí),計量可能(néng)産生較大(dà)誤差，有關(guan)文獻指出(chū)脈動流引(yǐn)起的誤差(chà)最大可達(dá)20%-30%。此外✌️,由于(yú)小用戶用(yòng)氣不均衡(heng)，氣量瞬間(jian)發生急劇(ju)變化,都會(hui)導緻差壓(ya)❌波動。超量(liang)程問題大(dà)多數是由(you)于季節不(bu)同,用量發(fa)生變化引(yǐn)🎯起的,冬天(tian)時流量大(da)，夏天時流(liú)量小，有可(ke)能超過所(suǒ)選儀表的(de)量程💞，從而(ér)引起誤差(cha):同時,城市(shi)用氣而無(wú)調峰設施(shī)的計量裝(zhuang)置.當流量(liang)随時間頻(pín)繁🧑🏽‍🤝‍🧑🏻波動時(shi),将會直接(jie)影響對天(tiān)然氣🌈計量(liàng)的精度。
4.氣(qi)質條件引(yǐn)起的誤差(chà)
　　天然氣從(cong)地層中采(cai)出來,雖然(rán)經過分離(lí)、除塵或過(guo)濾，但由于(yú)處🐅理不徹(che)底或集氣(qì)管網和輸(shū)氣幹線内(nèi)腐蝕物的(de)影響，使得(de)天然♻️氣中(zhong)混有少量(liang)的液體或(huò)固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)易聚集在(zài)孔闆截面(mian)收縮流速(sù)突變的孔(kong)口銳邊上(shang)🐉，而孔闆流(liu)量計對孔(kǒng)闆銳邊、截(jié)✨面及流線(xian)的變化非(fēi)常的敏感(gǎn)。此外,天然(rán)氣中的雜(zá)質還會對(dui)孔闆産生(sheng)沖刷和腐(fu)蝕,特别是(shi)對孔闆直(zhi)角人口邊(bian)緣和測量(liang)管内🌈壁的(de)沖刷腐蝕(shi)特别嚴重(zhong),這将影響(xiang)到孔闆直(zhí)角人口邊(biān)緣圓弧半(ban)徑和測量(liàng)管内壁相(xiàng)⭐對粗糙的(de)規定标準(zhǔn),孔闆流出(chu)系數也将(jiāng)🥰發生變化(huà)，使測量精(jing)度達不到(dào)要求。天然(rán)氣的含水(shuǐ)👨‍❤️‍👨量也對天(tian)然氣計量(liang)精度有着(zhe)很大的影(ying)響。工程實(shí)驗站用注(zhu)水後的孔(kǒng)闆流量計(ji)進行計量(liang)得到了:①用(yong)孔闆流量(liang)計測量氣(qì)體流量,當(dang)氣體中央(yang)帶少量液(ye)體時,流量(liang)測量不确(què)定度偏高(gāo),測量的濕(shī)氣流量随(suí)β的增加而(ér)減少,在β比(bǐ)爲0.7時,測得(de)的流量偏(pian)差爲-1.7%;②當夾(jia)帶少量液(ye)體時,在β比(bǐ)爲0.5時,表明(míng)孔闆性能(neng)較好，但是(shì)應将夾帶(dai)液體在孔(kong)闆上遊脫(tuo)出,以獲得(de)最佳的計(ji)♊量性能;③用(yòng)舊的孔闆(pan)流量計測(ce)量濕氣☂️,流(liú)量計量值(zhi)💯将降低3%。
5.其(qi)他引起的(de)誤差
　　其他(tā)誤差因素(su)有管道洩(xiè)露、人爲破(po)壞、管理不(bu)嚴、不合理(lǐ)⭕的積算和(hé)取值方法(fǎ).計量:工況(kuang)偏離标準(zhun)規定條件(jiàn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。計算方法(fa)本身不合(he)理,對溫度(dù)、壓力氣體(tǐ)組成的變(biàn)化沒有自(zì)⭐動補償等(deng)，也是引起(qǐ)天然氣計(jì)量誤差的(de)原因♊。特别(bie)是管道洩(xiè)漏引⭕起的(de)誤差也相(xiàng)當大🌈。例如(ru)，節流裝置(zhì)前後的差(chà)壓一般都(dōu)很小(0~60kPa),管道(dào)壓力往往(wang)是它的🏃🏻‍♂️幾(jǐ)十倍,如發(fā)生導壓管(guan)洩漏或堵(dǔ)⚽塞,不僅給(gei)計量帶來(lai)誤差,而且(qie)✊會損壞差(cha)壓變送器(qi)。輸氣系🧑🏾‍🤝‍🧑🏼統(tǒng)的洩漏有(you)3種類型:偶(ou)然性洩漏(lòu)、長期性洩(xiè)漏和普通(tong)運行洩漏(lou)。偶然性洩(xie)漏是❓指由(yóu)于輸氣系(xi)✨統在長期(qi)運行過程(cheng)中的腐蝕(shi)和輸配設(shè)備安裝不(bu)當或設備(bei)發生故障(zhàng)所導緻的(de)洩漏。長期(qī)性洩漏是(shì)由于輸配(pèi)氣站本身(shēn)工藝設計(jì)🍉的不✔️合理(li)或設備質(zhi)量不好導(dao)緻的洩漏(lou)。普通運行(hang)洩漏是🌈指(zhi)由于某些(xie)站場管部(bù)件本身設(she)計不當造(zào)成腐蝕從(cong)而引發的(de)洩漏👈,輸氣(qì)系統的洩(xie)漏絕大部(bu)分屬于偶(ǒu)然性洩漏(lou)。造成輸氣(qì)系統發生(sheng)洩漏的主(zhu)要原因包(bāo)括:輸氣管(guǎn)道和㊙️部件(jiàn)長期暴露(lù)于酸性氣(qì)體環境中(zhong)，造成硫化(hua)氫腐蝕;天(tiān)然氣中的(de)HS.CO2等酸性氣(qi)體和H20、O2等組(zu)分📞達不到(dao)⚽輸氣系統(tong)對氣質的(de)要求造成(chéng)輸氣管道(dao)和部🛀件内(nèi)壁👅腐🤞蝕;輸(shū)氣管道制(zhi)管質量差(cha)導緻管道(dao)螺旋焊縫(féng)的斷㊙️裂;輸(shu)氣管道和(he)部件安裝(zhuāng)和焊🛀接質(zhi)量差導🌏緻(zhi)管道🛀🏻環🏃🏻‍♂️行(háng)焊縫和管(guan)、件之間焊(hàn)縫的斷裂(lie)等等☎️。
四、消(xiāo)除計量誤(wù)差的改進(jìn)措施
1.孔闆(pan)加工及安(ān)裝
　　嚴格按(àn)照标準加(jia)工孔闆,正(zhèng)确安裝,合(he)理選擇壓(ya)差♈量🧡程嚴(yán)格按照GB2624-1981或(huo)SY/Y6143-1996标準中的(de)規定加工(gong)孔闆。孔闆(pǎn)節🈲流裝置(zhi)在使用🛀🏻前(qián)的🔴安裝🏃🏻中(zhōng)應按照标(biao)準安裝設(she)計🈲,根據孔(kong)闆前阻力(li)件形🚶式配(pèi)接足夠長(zhang)度的直管(guǎn)段，一般應(ying)至少前30D。當(dāng)場地不允(yun)許時,必須(xū)在🔞孔闆前(qián)的🔱直管段(duan)上安裝整(zhěng)流器。孔闆(pǎn)人口端面(miàn)必須與管(guan)道線垂直(zhí),其偏差不(bú)能超過10。安(ān)裝時孔闆(pǎn)嚴禁反向(xiang)，要正确使(shǐ)用和選擇(zé)⛹🏻‍♀️壓差計，當(dang)壓差計🐪工(gong)作量程在(zai)30%以下時,必(bì)須及時更(geng)換壓差計(jì)的量程或(huo)孔闆規格(ge)。法💋蘭取壓(yā)時🌈β值應在(zai)0.2~0.75,角接🐆取壓(yā)時β值應在(zài)0.4-0.6。
2.氣流脈動(dong)誤差消除(chú)
　　消除脈動(dong)流,減小脈(mo)動影響,合(hé)理解決超(chao)量可以采(cai)用❗以🔞下方(fang)法消除脈(mò)動流.減小(xiao)脈動流的(de)影響。
(1)采用(yòng)分離除塵(chen)器加強氣(qì)水分離;從(cóng)管線中除(chú)去遊離液(yè)體,及時吹(chui)掃排出管(guan)道内積液(ye),确保天然(ran)氣計量準(zhǔn)确性。
(2)控制(zhi)計量管段(duan)下流閥。實(shi)踐證明，控(kong)制下流閥(fá)能有效的(de)抑制💔脈☀️動(dòng)流,同時對(dui)各類脈動(dòng)源引起的(de)壓差波動(dong)都有抑制(zhi)作用。
(3)加裝(zhuāng)緩沖罐或(huò)設置專門(men)]脈動消減(jiǎn)器，抑制脈(mo)動源引起(qi)的差壓波(bo)動;提高差(cha)壓和孔徑(jing)比;安裝調(diao)壓閥穩定(ding)輸出壓力(lì),從而減小(xiao)脈動對計(ji)量的影響(xiang)。
(4)在滿足計(ji)量能力的(de)條件下,應(ying)選擇内徑(jing)較小的測(cè)量管，使Apβ在(zai)比較高的(de)雷諾數下(xià)運行。
(5)采用(yòng)短引壓管(guan)線,盡量減(jian)少引壓管(guǎn)線系統中(zhong)的阻力件(jiàn),并使上下(xià)遊管線長(zhǎng)度相等，以(yǐ)減少系統(tong)中産👈生諧(xie)振和壓力(lì)脈動振幅(fú)的增加。
五(wu)、孔闆計量(liàng)參數的上(shang)傳及流量(liang)計算
　　現場(chǎng)安裝孔闆(pǎn)閥,差壓變(biàn)送器， 溫度(du)變送器 ,壓(yā)力變送器(qi)。控制室内(nèi)站控PLC系統(tong)有專用的(de)計量模塊(kuai)，可讀取㊙️其(qi)他模拟量(liang)模闆采集(jí)的流量相(xiang)關參數🌈，包(bao)括差壓、壓(ya)力、溫度，完(wan)成🐇對流量(liàng)的計算,溫(wēn)度壓力補(bu)償,這種方(fāng)式在控制(zhi)成本的同(tong)時可✍️保證(zhèng)一定的精(jīng)度;控制🐉室(shì)内有1746系列(lie)PLC，模拟量采(cai)集模闆1746-NI8負(fu)責采集差(cha)壓、壓力、溫(wēn)度。MVI46-AFC流量計(ji)算機模闆(pǎn),支持8路流(liu)量計量,流(liú)量累積。PLC處(chu)理💋器将I/0模(mó)闆采集的(de)差壓、壓力(lì)、溫度數據(ju)通過槽架(jia)背闆傳給(gei)MVI46--AFC，完成流量(liang)的計算後(hou)再通過背(bei)闆将結果(guǒ)傳給處理(li)器,供PLC邏輯(jí)程序使用(yòng)、工控機顯(xiǎn)示或上傳(chuan)SCADA系統。
六、孔(kong)闆流量計(jì)日常管理(lǐ)
(1)加強日常(chang)管理，對參(cān)數進行合(he)理修正在(zai)日常生産(chǎn)中應定💰期(qi)對孔闆進(jin)行清潔、維(wéi)修或撒換(huàn)并且對測(ce)量流㊙️量進(jìn)行修正,在(zai)孔闆流量(liàng)計日常使(shǐ)用過程中(zhōng),要确保準(zhǔn)确的計量(liang),應至少每(mei)月--次清📱洗(xǐ)檢測孔闆(pan)、檢查儀表(biǎo)零點.儀表(biǎo)D/A轉換通道(dào)核對流量(liang)計算程序(xù),對有坑蝕(shi)及劃痕的(de)孔闆應及(ji)時更換。從(cóng)節流裝置(zhì)❓不确定度(du)的🔴計算公(gōng)式可以看(kan)出,天然氣(qi)的壓🌈力、密(mì)度、溫度和(he)壓縮系數(shu)的變化将(jiang)直接影響(xiǎng)到測量的(de)精🎯度。因此(ci),應該選擇(zé)☂️合适的儀(yi)表來測🚶‍♀️量(liang)天然氣的(de)壓力、密度(du)溫度等特(te)性參數。
(2)孔(kǒng)闆流量計(jì)測量範圍(wei)一般爲3.5:1,而(er)實際工況(kuang)并不都在(zai)此範圍,一(yi)旦超過測(ce)量範圍，必(bì)将引起測(cè)量誤差。孔(kǒng)闆差壓變(biàn)送📐器差壓(ya)範圍應控(kong)制在其量(liàng)程的10%以内(nei)，例如,差壓(yā)變送器量(liang)程爲0-60kPa,日常(cháng)計量中差(cha)壓工作範(fan)圍應保🌈持(chi)在6kPa~54kPa,如超出(chu)該量程範(fàn)圍将影♈響(xiang)計量精❓度(du)。
(3)根據場站(zhan)下遊用戶(hu)用氣量的(de)不斷變化(hua)，提前加工(gōng)制作🌂不同(tóng)規格孔闆(pan),每塊孔闆(pan)都可以計(ji)算出對應(ying)流量範圍(wéi),場站可根(gēn)據氣量變(bian)化及時更(geng)換孔闆。以(yǐ)此實現♈節(jie)流裝置産(chan)品系列化(huà)📞、标準化♌,有(you)利于提高(gao)節流裝置(zhi)計量的精(jīng)度。
(4)定期檢(jiǎn)查孔闆導(dǎo)壓管是否(fǒu)存在鏽蝕(shi),觀察導壓(ya)管是否🐅有(yǒu)堵塞、洩漏(lòu)等現象,--旦(dàn)發現立即(ji)整改,以确(què)保計量精(jīng)度。
(5)場站值(zhí)班人員定(ding)期檢查孔(kǒng)闆流量計(ji)的差壓、壓(ya)力、溫度變(bian)送器現場(chang)工作是否(fou)正常，控制(zhi)室上傳參(can)數及現場(chǎng)顯示是否(fǒu)一緻,孔闆(pan)瞬時流量(liàng)是否穩定(ding)等👣。這些都(dou)🔞是影響孔(kǒng)闆計量精(jīng)度的主要(yao)因素。

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