[摘要]現場(chang)使用的孔(kǒng)闆流量計(jì) 在孔闆清(qing)洗時無法(fa)計量天然(ran)氣流量，計(ji)量的公平(ping)、公正性無(wu)法得到保(bao)證。實際生(shēng)産中常通(tong)過經驗方(fang)法進行估(gū)算，未引入(rù)進行😄補償(cháng)，國家相關(guan)标準也未(wèi)說明是否(fou)需要‼️進行(hang)流量補償(cháng)🆚以及補👅償(chang)的方法。通(tōng)過對孔闆(pan)流量計的(de)工作原理(lǐ)及清洗維(wéi)護時天然(rán)氣流态的(de)分析，在現(xian)場采😍用孔(kǒng)闆流量♊計(ji)并聯和孔(kong)💃闆流量計(jì)與超聲波(bō)流量計串(chuan)聯兩種方(fang)式，對孔闆(pǎn)清洗期間(jian)的天然氣(qi)流量進行(hang)比對。結果(guo)表明全年(nián)清洗48次，則(zé)估算流量(liàng)♻️與實際流(liú)量相差約(yuē)3.4x10m3。結論如下(xià):(1)管道内孔(kong)闆的存在(zai)與否，對管(guan)🐆道内天然(rán)氣流動有(yǒu)🔴較大影響(xiǎng):(2)孔闆清洗(xi)期間實際(ji)流量和經(jīng)驗估算量(liang)有較大差(cha)值:(3)孔闆流(liu)量計清洗(xǐ)期間進行(háng)流量補償(cháng)是必💜要的(de)。
　　标準孔闆(pan)流量計是(shì)一種非常(cháng)成熟的流(liú)量計,在多(duo)年的試🈲驗(yan)和使用過(guò)程中積累(lei)了大量的(de)數據和經(jīng)驗，以其耐(nài)高壓，安裝(zhuang)使用維護(hu)方便等諸(zhu)多優點在(zài)我國天🙇‍♀️然(ran)氣計量中(zhong)占有主導(dǎo)地位叫。随(sui)着國家重(zhong)點工程西(xī)氣東輸管(guan)道的全線(xiàn)通氣,我國(guo)天然氣的(de)應用開始(shǐ)了一個新(xīn)的裏程。天(tian)然氣管道(dào)的迅速發(fa)展，要求對(duì)天然氣流(liú)量進行更(geng)🔴加正确的(de)計量💰。天然(rán)氣在生産(chan)集輸過程(cheng)中，天然氣(qi)氣質中含(han)有從地下(xia)帶出的油(you)水及砂粒(lì)🌈粉塵，因此(ci)，天然氣在(zai)高速流動(dong)中不斷沖(chong)💁刷管道和(hé)設備，将會(huì)在孔闆表(biǎo)面沉積大(dà)量污物，使(shǐ)天然氣流(liu)量計量嚴(yan)重偏離正(zheng)👌常值，必須(xu)通過周期(qi)性清洗孔(kǒng)闆來糾正(zheng)偏差。而在(zài)孔闆流量(liàng)計清洗過(guo)程中，由于(yú)沒有孔闆(pan)節流，計量(liàng)将停止，累(lèi)積也就終(zhōng)止，而清洗(xi)孔闆時，又(yòu)不能停止(zhǐ)供給天然(ran)氣,孔闆清(qīng)洗期間的(de)天然氣流(liú)量無法正(zheng)确獲得。現(xiàn)行國家标(biāo)準GB/T21446-2008《用标準(zhun)孔闆流量(liang)計測量天(tian)然氣流量(liàng)🚶‍♀️》規定了在(zài)天然氣輸(shū)送過程中(zhōng)的流量計(ji)算公式，但(dàn)💋無孔闆流(liu)量計清洗(xǐ)期間的流(liu)量計算公(gōng)式,也未說(shuō)明孔闆流(liu)量計清洗(xǐ)期間是否(fou)需要進行(háng)流量⛱️補償(chang)♻️以及如何(hé)補償。
1孔闆(pan)流量計清(qing)洗期間流(liu)量補償現(xian)狀
　　在實際(jì)工作中,孔(kǒng)闆流量計(ji)清洗期間(jian)流經的天(tiān)然氣🔱流量(liang)一般通過(guo)經驗方法(fa)進行估算(suàn)，未進行流(liu)量補償。主(zhu)要采用📞以(yǐ)下三種方(fang)式估算:
第(dì)一種:記錄(lù)孔闆清洗(xi)前n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均(jun)量，再記錄(lù)清洗過程(chéng)中的時間(jiān)，即累積秒(miǎo)數，孔闆清(qing)洗期間估(gu)算的流量(liàng)就❤️是兩🏃‍♀️者(zhě)的乘積。
第(dì)二種:在孔(kǒng)闆清洗完(wán)畢後，從計(ji)量系統上(shang)電開始計(jì)👅量起,采集(jí)n(n<=20)分鍾的每(mei)秒平均量(liang)，孔闆清洗(xi)期間估算(suan)的㊙️流量就(jiù)是每秒平(píng)均量與清(qing)洗孔闆過(guo)程中累積(ji)時間👄秒數(shu)的💜乘積。
第(di)三種:記錄(lu)孔闆清洗(xi)前n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均(jun1)量，孔闆清(qing)洗結束,從(cong)計量系統(tong)上電開始(shi)計量起，再(zai)記錄n(n<=20)分鍾(zhōng)的每秒🤞平(ping)均量,然後(hou)将兩個平(ping)均量再做(zuo)平均,孔闆(pan)清洗期間(jian)估算的流(liú)量就是最(zuì)後的平均(jun1)秒流量與(yu)清洗孔闆(pǎn)過程的時(shi)間秒累積(ji)的乘積。
　　通(tōng)過經驗方(fang)法估算孔(kǒng)闆流量計(jì)清洗期間(jian)的流量,就(jiù)是平均瞬(shun)時流量與(yǔ)孔闆清洗(xi)時間的乘(cheng)積。孔闆💯流(liu)量計清洗(xi)期間，沒有(you)節流件，流(liu)速将增加(jia)，除了利用(yong)平均瞬時(shi)流量來估(gu)算，還需不(bú)需要另外(wài)進行流量(liàng)補償呢?在(zài)行業領⛷️域(yù)中主要有(yǒu)兩種認🛀識(shi):一種認爲(wei)，孔闆流量(liàng)計清洗時(shí)間短，天然(rán)氣在‼️封閉(bì)管道中流(liu)動，流量變(bian)⭕化很小，無(wú)需補償;另(ling)一種認爲(wèi)，在孔闆提(ti)出瞬間，流(liú)速增🤩加，流(liú)量增大，應(ying)該補償。行(hang)業領域🔱内(nèi)的這兩種(zhong)觀點目🐕前(qián)都尚未得(dé)到有效實(shí)驗論證，無(wu)法準确指(zhi)導現場應(yīng)用，因此，有(you)必要通過(guò)理論進🏃‍♀️行(háng)分析，并通(tong)過實驗來(lai)論證。
2孔闆(pan)流量計工(gōng)作原理
　　差(chà)壓式孔闆(pǎn)流量計 是(shì)基于流體(ti)流動的節(jiē)流原理，利(li)用流體流(liú)經節流元(yuan)件時産生(shēng)的壓力差(chà)與其流量(liang)間的對應(yīng)關系，通過(guò)測量壓👣差(chà)實現對流(liú)量的測量(liang)。充滿管道(dào)的流體👄，當(dāng)它們流經(jing)管道内的(de)節流裝置(zhì)時，流束将(jiāng)在節流☎️裝(zhuang)置的節流(liu)件處形成(chéng)局部收縮(suō)，從而使流(liú)速增加👉，靜(jìng)壓力低，于(yu)是在節流(liu)件前後便(bian)産生了壓(yā)力降，介質(zhi)流動的流(liú)🌈量越大，在(zai)節流件前(qián)後産生的(de)壓差就越(yuè)大，所以✏️孔(kong)闆流量計(jì)可以通過(guò)測量壓差(cha)來衡量🥵流(liu)體流量的(de)大小。流體(ti)流動的流(liú)量越大，在(zai)節流件前(qian)後産生的(de)壓差就越(yue)大，所以孔(kong)闆流量計(ji)可以通過(guò)測量壓差(chà)來衡量流(liú)體流量的(de)大小。這種(zhong)測量方法(fa)是以能量(liàng)守衡定律(lü)和流動連(lián)續性定律(lǜ)爲基準的(de)。
　　孔闆以開(kāi)孔銳利度(du)來保證精(jīng)度，對腐蝕(shi)、磨損、結垢(gou)、髒污敏感(gan)🔴，長期使用(yòng)精度難以(yǐ)保證，在天(tiān)然氣輸送(song)中，孔闆大(da)💛量的接觸(chu)重烴、泥沙(sha)等，需經常(cháng)拆下清洗(xǐ)。孔闆流量(liàng)計清洗前(qian)與清洗期(qi)間天然氣(qì)流态見圖(tú)🐆1、圖2。
 
　　GB/T21446-2008《用标準(zhǔn)孔闆流量(liàng)計測量天(tian)然氣流量(liang)》中，天然氣(qì)在标準參(can)比條件下(xià)的體積流(liú)量實用公(gōng)式爲:
 
式中(zhōng):
qvn一天然氣(qi)在标準參(cān)比條件下(xià)的體積流(liú)量;
Avn一體積(ji)流量計量(liàng)系數是采(cai)用計量單(dān)位而定;
C一(yi)流出系數(shù);
E一漸近速(sù)度系數;
d一(yi)孔闆開孔(kǒng)直徑，mm;
Fc一相(xiang)對密度系(xì)數;
ε一可膨(peng)脹性系數(shù);.
Fz一超壓縮(suō)系數;
FT一流(liu)動溫度系(xì)數;
P1一孔闆(pan)上遊側取(qǔ)壓孔氣流(liú)絕對靜壓(ya)，MPa;
△P一氣流流(liu)經孔闆時(shí)産生的差(cha)壓，pa.
　　當孔闆(pǎn)流量計處(chù)于清洗過(guò)程中，孔闆(pan)被搖至上(shang)閥腔後🈲，此(ci)時無壓差(cha)△P産生,也就(jiù)無法用此(cǐ)公式對天(tiān)然氣流量(liàng)進行計算(suan)。
3現場實驗(yan)
3.1并聯孔闆(pan)流量計比(bǐ)對實驗
　　從(cóng)一個完整(zhěng)的計量支(zhi)路來看，隻(zhi)要它與下(xia)遊之間存(cún)在壓差,将(jiang)孔闆提出(chu)計量管後(hòu)，計量管段(duan)處于全通(tōng)狀态，氣流(liú)通過的橫(heng)截面積驟(zhou)然增加，由(you)于缺少阻(zu)力元件孔(kǒng)闆的節流(liu)作用，此時(shi)通過的天(tian)然氣流速(sù)增加，總量(liang)也會随之(zhī)增加7。
　　爲了(le)論證這個(ge)理論，選擇(zé)-一個上、下(xia)遊氣源相(xiàng)對穩定的(de)計量點，站(zhan)場彙管上(shàng)并聯安裝(zhuāng)有兩條規(gui)格型号、工(gōng)藝布局完(wán)全相🔴似的(de)孔闆流量(liang)計J1、J2(DN150,表壓3.2MPa)進(jìn)行實驗(圖(tú)3、圖🏃‍♂️4)。
 
　　實驗方(fang)法:選擇在(zài)上下午不(bu)同時段，分(fèn)别清洗J1和(he)J2共做兩次(ci)實驗。清洗(xǐ)孔闆流量(liang)計J1(J2)，在清洗(xi)過程中，J1(J2)由(you)于缺少♻️阻(zu)力元件孔(kǒng)闆的節流(liú)作用，彙管(guǎn)中絕大部(bu)分天然氣(qì)流向J1(J2),J2(J1)瞬時(shí)流量(以下(xia)簡稱瞬量(liàng))減少，而彙(huì)管總瞬量(liàng)(J1與J2的瞬量(liàng)之和)在孔(kǒng)闆流量計(ji)清洗前後(hòu)基🧑🏾‍🤝‍🧑🏼本穩定(ding)，通過彙管(guǎn)總瞬量🏃‍♂️減(jian)去J1(J2)清洗期(qi)間J2(J1)平均瞬(shùn)量💯，來推算(suan)出J1(J2)清洗期(qī)間流經JI(J2)的(de)天然氣大(da)緻瞬量。利(li)用天然氣(qì)大緻瞬量(liàng)估算的流(liú)量，與按照(zhao)經驗方法(fǎ)三(清✌️洗前(qián)後20分鍾平(ping)均瞬時流(liú)量)估算的(de)流量進行(háng)對比。
3.1.1第一(yi)次實驗:清(qīng)洗孔闆流(liú)量計JI(14分鍾(zhong))
(1)清洗孔闆(pan)流量計J1，清(qing)洗前、中、後(hou)J1、J2、總瞬量如(ru)表1所示。
 
　　從(cóng)表1室驗數(shu)據可以看(kan)出，總瞬量(liang)在孔闆清(qing)洗前和清(qing)洗🔞後
　　基本(ben)一緻，由此(cǐ)可推算J1清(qing)洗期間瞬(shun)量qJ1及總流(liú)量QJ1:
J1清洗期(qī)間瞬量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清(qing)洗期間總(zǒng)流量QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量(liang)計J1,清洗前(qián)、後20分鍾J1瞬(shun)量如表2所(suo)示。
J1清洗期(qi)間瞬量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清(qīng)洗期間總(zǒng)流量Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從第(di)一次實驗(yàn)可以看出(chu)，孔闆流量(liang)計J1清洗期(qi)間的實👉際(ji)🐆流🏃🏻‍♂️量約爲(wèi)5723m3，利用經驗(yàn)方法估算(suan)的流量爲(wèi)3874m3，兩者相差(cha)47.7%，1.48倍。
 
3.1.2第二次(ci)實驗:清洗(xǐ)孔闆流量(liàng)計J2(21分鍾)
(1)清(qīng)洗孔闆流(liú)量計J2，清洗(xi)前、中、後J1、J2、總(zong)瞬量如表(biǎo)3所示。
 
從表(biao)3實驗數據(ju)可推算J2清(qing)洗期間瞬(shùn)量qJ2及總流(liú)量qJ2:
J2清洗期(qī)間瞬量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清(qing)洗期間總(zong)流量QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量(liàng)計J2,清洗前(qian)、後20分鍾J2瞬(shùn)量如表4所(suo)示。
 
J2清洗期(qi)間瞬量qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清(qing)洗期間總(zǒng)流量QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第(dì)二次實驗(yàn)可以得出(chū)，孔闆流量(liang)計J2清洗期(qi)間的實際(jì)流量約爲(wèi)13017m3,利用經驗(yàn)方法估算(suàn)的流量爲(wei)9953m3，兩者相差(cha)30.8%，1.31倍。
3.2串聯孔(kǒng)闆流量計(jì)與超聲波(bo)流量計比(bǐ)對實驗
　　爲(wèi)了進一步(bu)論證在孔(kǒng)闆清洗期(qī)間應進行(hang)流量補👉償(chang)，選㊙️擇一個(gè)✂️無人值守(shou)單井站，該(gāi)站井口産(chǎn)量較小，場(chang)站工藝簡(jiǎn)單，有孔闆(pǎn)流量計和(he)超聲波流(liú)量計串聯(lian)，且兩套裝(zhuāng)置的直徑(jing)、工藝布🈲局(ju)完全相似(sì)。.上遊爲高(gāo)級孔闆閥(fa)，下遊爲超(chao)聲波流量(liang)計置，管🈲徑(jing)爲DN100，壓力爲(wei)2.5MPa,兩台裝置(zhì)✍️相鄰不足(zu)20米。見圖5、圖(tú)6。
 
 
　　實驗方法(fa):清洗上遊(you)孔闆流量(liang)計，上、下午(wǔ)共清洗兩(liǎng)次，記🛀🏻錄在(zai)上遊孔闆(pǎn)流量計清(qīng)洗期間，流(liu)經下遊超(chao)聲波裝置(zhi)的天然氣(qi)流量，推算(suan)清洗期間(jiān)流經孔闆(pǎn)🍓流量計的(de)天然氣流(liu)量大緻範(fan)圍。
3.2.1第一次(ci)實驗:清洗(xǐ)孔闆流量(liàng)計16分鍾
(1)清(qīng)洗孔闆流(liu)量計前、後(hòu)20分鍾瞬量(liang)如表5所示(shi)。
清洗期間(jian)瞬量q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清洗(xi)期間總流(liú)量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清洗孔(kong)闆流量計(ji)期間，下遊(yóu)超聲波流(liú)量計累積(jī)流量如表(biao)🆚6所示⛱️。
 
 
　　上遊(you)孔闆流量(liang)計清洗期(qi)間流經下(xia)遊超聲波(bō)流量👈計👨‍❤️‍👨的(de)總流量Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從(cóng)第一次實(shí)驗可以得(de)出,孔闆流(liú)量計清洗(xǐ)期間的實(shi)際流量約(yuē)爲698m3，利用經(jing)驗方法估(gu)算的流量(liang)爲560m3,兩者相(xiàng)差25%，1.25倍。
3.2.2第二(er)次實驗:清(qīng)洗孔闆流(liú)量計15分鍾(zhong)
(1)清洗孔闆(pan)流量計前(qian)、後20分鍾瞬(shun)量如表7所(suǒ)示。
 
清洗期(qi)間瞬量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清(qīng)洗期間總(zǒng)流量Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗(xi)孔闆流量(liàng)計期間，下(xia)遊超聲波(bō)流量計累(lèi)積流量如(rú)表8所💜示。
 
　　上(shàng)遊孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間流經(jīng)下遊超聲(sheng)波流量計(jì)的👄總🔞流量(liang)Q=33478820-33478227=593(m3)
從第二次(ci)實驗可以(yǐ)得出，孔闆(pǎn)流量計清(qīng)洗期間的(de)實際流🌍量(liàng)約爲593m3,利用(yòng)經驗方法(fǎ)估算的流(liú)量爲471m3,兩者(zhě)相差.26%，1.26倍。
4結(jie)論
　　從現場(chǎng)實驗可以(yǐ)得知，在孔(kong)闆流量計(ji)清洗期間(jian)，由于缺少(shǎo)✉️阻力元件(jiàn)孔闆的節(jie)流作用，管(guan)道内天然(ran)氣的流速(su)加快，流經(jīng)孔闆流🍉量(liang)計的流量(liàng)增加。因此(cǐ)，利用經驗(yan)⭐方法(平均(jun1)瞬時流量(liàng))估✂️算的流(liu)㊙️量與實際(ji)流量相差(chà)較大。四次(cì)現場實驗(yàn)，實際流量(liàng)與估算流(liu)量相差最(zuì)小爲25%，1.25倍，最(zuì)大爲47.4%，1.48倍。假(jia)設某天然(ran)🈚氣場站每(měi)天☀️生産的(de)天然氣爲(wei)5x106m3,每周清洗(xi)一🔞次，每次(cì)20分鍾,按照(zhào)實際流量(liàng)與估算流(liú)量相差1.25倍(bei)計算,則估(gū)算流量與(yǔ)實際流量(liang)相差約69445m3。全(quán)年清洗48次(cì)，則相差約(yuē)3.4x106m3。清洗次數(shù)越多、時間(jian)越長，流量(liàng)損失也就(jiu)越大。如果(guo)不進行🎯流(liu)量🐕補償，勢(shi)必會造成(chéng)估算的🌍天(tian)然氣流量(liang)偏🆚低，有失(shi)計量的公(gōng)平、公🏃‍♂️正。因(yīn)此，在估算(suan)天然氣流(liu)量時進行(háng)補償是非(fei)常必要的(de)。

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