0 引言(yán)
天然氣(qì)計量是(shi)一種動(dong)态的間(jian)接的多(duo)參數的(de)綜合計(jì)量，在整(zheng)個流量(liàng)計量領(ling)域中難(nan)度非常(chang)大，影響(xiang)因素最(zui)多。國内(nei)天然氣(qì)貿易交(jiāo)接結算(suàn)選用的(de)流量計(jì)有很多(duo)種，而采(cai)✍️用标準(zhǔn)孔闆流(liú)量計計(ji)量是廣(guǎng)泛方式(shì)。由于孔(kong)闆計量(liang)方式結(jié)構簡單(dān)牢固、使(shi)用🈲期限(xiàn)長、可在(zai)線更換(huan)檢修、計(ji)量精度(dù)比較高(gāo)，成爲天(tiān)然㊙️氣貿(mào)易交💰接(jie)結算重(zhòng)要的計(jì)量方式(shì)，在油氣(qì)田均有(you)廣泛應(yīng)用。
1 配氣(qì)站計量(liàng)現狀
天(tiān)然氣配(pei)氣站擔(dan)負着城(chéng)鎮居民(mín)天然氣(qì)流量調(diào)配及💰輸(shū)配任🔱務(wù)，在用氣(qì)高峰和(hé)低峰需(xu)要根據(ju)流量進(jin)行調配(pei)，滿足工(gong)業及居(ju)民用氣(qì)。
結合天(tiān)然氣配(pei)氣隊實(shí)際情況(kuang)，提高天(tian)然氣計(jì)量正确(què)率減少(shǎo)貿易摩(mo)擦，油田(tián)配氣站(zhan)天然氣(qi)計量大(da)部🔞分采(cai)用孔闆(pan)流量計(ji)。配氣隊(dui)天然氣(qì)計量實(shi)現了溫(wēn)度、壓力(lì)、流量等(děng)💛現場數(shù)據的自(zi)動采集(jí)與處理(li)、顯示和(hé)報表的(de)打印，實(shi)現🈲了遠(yuǎn)程的實(shí)時監控(kòng)、實時數(shu)據傳輸(shū)，達到了(le)計量全(quan)過程的(de)自動化(huà)運行。
孔(kong)闆計量(liang)系統由(yóu)孔闆閥(fa)、智能差(chà)壓變送(sòng)器、智能(neng)壓力變(bian)送器、一(yī)體化溫(wēn)度變送(song)器以及(ji)流量計(jì)算顯示(shi)裝置組(zǔ)成，包括(kuo)硬件和(hé)軟件兩(liǎng)部分。其(qi)系✂️統結(jie)構拓撲(pū)圖如圖(tú)1所示。
2 孔闆流(liú)量計的(de)計量誤(wù)差分析(xī)
天然氣(qi)行業标(biao)準《用标(biao)準孔闆(pan)流量計(ji)測量天(tian)然氣流(liú)量》（GB/T 21446）規定(dìng)了标準(zhǔn)孔闆的(de)技術參(can)數要求(qiú)、内部結(jie)構形式(shì)、孔闆的(de)取♋壓方(fāng)🏒式、流🚩量(liang)計使用(yòng)方法以(yǐ)及計算(suàn)、不确定(dìng)度的資(zī)料，爲天(tian)然氣标(biāo)☀️準孔闆(pan)流量計(ji)計量提(ti)供了标(biāo)準依據(ju)[1]。但在實(shí)際應用(yong)中，由于(yu)現場使(shi)用條件(jian)變化引(yǐn)💘起的誤(wù)差和計(jì)量儀表(biao)本身誤(wù)差，經常(chang)使孔闆(pǎn)流量計(ji)的精度(dù)不能達(dá)🈚到要求(qiú)。本文結(jié)合孔闆(pǎn)流量計(jì)在配氣(qì)站交接(jie)計量中(zhong)的應用(yòng)情況從(cóng)基本誤(wù)差和附(fù)加誤差(chà)☔兩方面(miàn)對孔闆(pǎn)流量計(jì)的計量(liàng)誤差進(jìn)行分析(xī)，并探讨(tǎo)解決方(fāng)法。
2.1 基本(ben)誤差
基(ji)本誤差(cha)是由計(ji)量裝置(zhì)本身精(jing)确度所(suǒ)決定的(de)誤差，是(shì)不可避(bì)免的，一(yī)般在1% ～ 2% 範(fan)圍内。爲(wèi)了規範(fan)孔闆計(jì)👅量，《天然(rán)氣計量(liang)❄️系統技(jì)術要求(qiu)》（GB/T 18603）對計量(liàng)系統進(jin)行了說(shuo)明和要(yao)求，同時(shi)對計量(liang)系統儀(yi)器儀表(biǎo)精度等(děng)級進行(háng)了要求(qiu)。
基地配(pèi)氣隊孔(kong)闆計量(liàng)系統選(xuǎn)用的差(cha)壓變送(song)器、壓力(li)變送器(qi)、溫度變(biàn)送器的(de)準确度(dù)分别爲(wei)：0.25%、0.25%、0.5%，符合《天(tian)然氣計(ji)量系統(tong)技術要(yao)求》（GB/T 18603）中🈲B 級(ji)🎯系統配(pèi)套儀表(biao)正确率(lǜ)的要求(qiu)。
2.2 附加誤(wu)差
結合(hé)現場使(shǐ)用情況(kuang)，對産生(shēng)計量附(fu)加誤差(chà)的原因(yīn)進行以(yǐ)下分析(xī)。
2.2.1實際運(yun)行流量(liàng)值偏離(li)設計流(liú)量值引(yin)起的誤(wu)差
這是(shì)配氣站(zhan)最常見(jian)也是貿(mao)易雙方(fang)最關心(xin)的問題(ti)，用氣💞量(liàng)具✍️有季(ji)節、日和(hé)小時的(de)不均衡(heng)性，用氣(qì)高峰☎️和(he)用♌氣低(di)峰變化(huà)範圍較(jiao)大，且很(hen)難準确(que)的掌握(wò)用戶的(de)用氣量(liàng)，與設計(jì)流量值(zhí)偏差很(hěn)大。
如果(guǒ)用于計(ji)算孔闆(pǎn)孔徑的(de)最大流(liú)量與現(xiàn)場實際(jì)的♻️最大(da)流✉️量偏(piān)離較大(dà)，就會造(zào)成計算(suan)出來的(de)孔闆孔(kong)徑較大(dà)偏差。存(cun)在🈚大孔(kǒng)闆測小(xiǎo)流量的(de)問題，由(yóu)于ΔP 偏小(xiǎo)，計量精(jīng)度大大(dà)降😍低。
2.2.2 節(jiē)流裝置(zhì)産生的(de)誤差
1）孔(kong)闆裝反(fǎn)引起測(ce)量誤差(cha)。在孔闆(pǎn)閥中安(ān)裝孔闆(pǎn)時，應保(bǎo)證孔闆(pǎn)的安裝(zhuang)方向正(zheng)确，天然(ran)氣從孔(kǒng)闆的上(shang)端面流(liú)向❄️下端(duan)面。表3爲(wei)廬配供(gòng)總配氣(qì)量與總(zong)配外供(gong)氣量的(de)對比，正(zhèng)常情況(kuàng)下廬配(pei)供總配(pèi)氣量應(yīng)大于總(zong)配外供(gòng)氣量，如(ru)表2中4.4日(ri)至🐆4.6日數(shu)據。4.6日🔞廬(lú)配至總(zǒng)🈚配線孔(kong)闆裝反(fan)，導緻4.7日(ri)廬配供(gòng)總配氣(qì)量小于(yú)總配外(wai)供氣量(liàng)，引起較(jiào)大誤差(chà)。
2）孔闆孔(kong)徑尺寸(cùn)測量不(bú)準确引(yin)起測量(liàng)誤差。在(zài)實際使(shi)用中由(yóu)于條件(jian)限制，不(bu)能及時(shi)送到檢(jiǎn)定部門(mén)進行檢(jiǎn)定，而㊙️是(shi)用遊标(biao)卡尺在(zai)現場測(ce)量。一方(fang)面存在(zai)目測誤(wù)🚩差，另一(yī)方面由(you)于沒有(yǒu)在标準(zhǔn)♍狀況下(xia)進行計(ji)量标定(dìng)，當現場(chang)環境及(ji)測量介(jie)質溫度(du)較高時(shí)，測💯量孔(kong)闆的孔(kong)徑值将(jiang)偏高🔞，造(zào)成計量(liàng)值比實(shí)際值偏(piān)😄高。如果(guǒ)孔闆厚(hou)度不符(fú)合标準(zhun)、上下遊(you)直管段(duan)長度不(bu)夠、計量(liàng)裝置安(an)裝不當(dāng)☎️都能引(yin)起測量(liang)誤差。
3）氣(qì)體的沖(chong)刷和腐(fu)蝕引起(qi)測量誤(wù)差。天然(rán)氣從地(di)層采💋出(chū)㊙️來，雖♋經(jing)分離、過(guo)濾，因其(qí)所含成(cheng)分十分(fèn)複雜，且(qiě)成分經(jing)常變化(huà)🏃♀️，從單井(jing)采氣計(jì)量、集氣(qi)計量到(dao)配氣計(jì)量，氣質(zhi)組成都(dōu)各不🔞相(xiang)同，因🚩而(er)流量計(jì)在使用(yòng)過程中(zhong)宜受測(cè)量介質(zhi)天然氣(qi)的沖刷(shua)和腐🧡蝕(shi)，對孔闆(pǎn)和直管(guǎn)段的沖(chòng)刷腐蝕(shi)尤爲嚴(yan)重。這将(jiāng)影響到(dào)孔闆直(zhi)角入口(kou)邊🏃🏻♂️緣圓(yuán)弧半徑(jìng)和直管(guan)段内表(biao)面粗糙(cao)度，使得(dé)流出🌈系(xi)數發生(sheng)變化✉️，測(ce)量的不(bu)确定度(dù)超出預(yù)期㊙️值[2]。
2.2.3差(chà)壓變送(sòng)器引起(qǐ)的誤差(chà)
在現場(chang)環境條(tiao)件下，孔(kong)闆流量(liàng)計裝置(zhi)與差壓(ya)變送器(qi)之間連(lian)接‼️的導(dao)壓管線(xian)容易發(fa)生腐蝕(shí)、堵塞、冰(bing)凍🍉等，是(shì)孔闆流(liu)量計薄(báo)弱環節(jie)和使用(yong)維護的(de)重點。
1）差(chà)壓變送(sòng)器零點(dian)容易漂(piāo)移，造成(chéng)靜壓、差(cha)壓值失(shi)真，造成(chéng)計算✍️氣(qì)量比實(shi)際氣量(liàng)偏差較(jiao)大。
2）差壓(ya)變送器(qì)的閥組(zǔ)和導壓(ya)管易生(shēng)鏽洩漏(lòu)、堵塞。高(gao)❌壓側和(he)🎯低🔴壓😘側(cè)的連接(jie)件漏氣(qi)或堵塞(sāi)，都會引(yǐn)起較大(dà)的計量(liang)偏差。
2015 年(nián)4 月份東(dōng)營壓氣(qì)站檢修(xiu)期間，天(tian)然氣内(nèi)含有固(gù)體懸浮(fu)顆粒和(he)🏃油污引(yin)起廬配(pèi)至總配(pei)線的下(xia)遊導壓(yā)✍️管堵塞(sai)，導緻廬(lú)配至🔞總(zǒng)配線計(ji)量數據(ju)偏大。
2.2.4天(tian)然氣組(zu)分變化(huà)引起的(de)誤差
天(tian)然氣從(cóng)單井到(dào)集氣站(zhàn)和配氣(qì)站，氣質(zhì)組分各(ge)不相同(tong)，因🧑🏽🤝🧑🏻此流(liú)量值也(ye)不同。一(yi)方面，由(you)于氣體(ti)組分的(de)變化引(yin)起天然(ran)氣相🔞對(dui)密度的(de)變化，天(tiān)然氣流(liu)量值與(yǔ)相對密(mì)度倒數(shu)的平方(fang)根成正(zheng)比例變(bian)化。另一(yī)方面，天(tiān)然氣組(zǔ)分的變(bian)👨❤️👨化影響(xiang)壓縮因(yin)子Z 的計(jì)算，造成(chéng)♉壓縮因(yīn)子的附(fu)加誤差(cha)，而壓縮(suo)因子直(zhí)接影響(xiang)工況👅流(liu)量轉化(hua)爲統一(yī)标準下(xia)的氣☂️體(tǐ)流量。由(yóu)此可見(jian)天然氣(qi)組分⭐變(bian)化對計(ji)量的影(ying)響很大(da)。
2015 年5 月份(fèn)對廬配(pei)交接處(chu)的天然(ran)氣組分(fèn)重新進(jin)行了取(qǔ)☔樣分析(xi)，取樣分(fèn)析前後(hou)各組分(fen)含量發(fā)生變化(hua)。由🐇相對(dui)❌密度計(ji)算公式(shi)可知🔴取(qǔ)樣分析(xī)前後的(de)相對密(mi)度分别(bie)爲0.6495、0.6425，即取(qu)樣分析(xi)前後天(tiān)⚽然氣相(xiàng)對密度(du)變化了(le)1%。
3 提高孔(kǒng)闆流量(liàng)計計量(liang)精度的(de)措施
孔(kǒng)闆流量(liàng)計計量(liàng)精度與(yǔ)孔闆、管(guan)道條件(jiàn)、安裝質(zhi)量等諸(zhū)多因素(su)🔞有關，爲(wèi)提高流(liú)量計量(liàng)正确率(lü)，可采取(qǔ)以下措(cuò)施。
3.1 孔闆(pǎn)流量計(ji)的制造(zao)和組裝(zhuāng)
孔闆的(de)直徑、厚(hòu)度、斜角(jiǎo)、流量計(jì)的外形(xíng)、粗糙度(dù)等均應(yīng)🎯滿足GB/T 2624.2 的(de)要求。流(liu)量計制(zhì)造和組(zǔ)裝需符(fu)合GB/T 21446 及API MPMS 14.3.3 的(de)要🔞求。
孔(kong)闆的密(mi)封墊圈(quan)應采用(yong)耐腐蝕(shi)、抗老化(huà)、滿足輸(shū)送介質(zhi)🏃🏻♂️溫度的(de)材料，在(zài)組裝時(shi)應保證(zheng)任何點(dian)都不會(hui)突入管(guan)道🏒，且不(bu)影響流(liu)量的計(ji)量精度(du)。孔闆片(pian)與導闆(pan)之間，上(shàng)下腔之(zhi)間應有(you)良好密(mi)封。
孔闆(pǎn)流量計(jì)制造是(shì)需要設(she)置排污(wu)閥和放(fàng)空閥，排(pai)放應彙(huì)總💯爲一(yi)個總放(fàng)空接口(kou)，統一排(pái)放。孔闆(pan)流量🌂計(ji)的直管(guan)段要根(gēn)據孔闆(pǎn)前後端(duan)工藝配(pei)管的形(xing)式來确(què)定長度(dù)，考慮一(yi)定☎️的富(fù)餘系數(shù)，一般按(àn)前30D 後15D 來(lai)布置[3]。
3.2 合(hé)理選擇(zé)測量儀(yi)表
爲了(le)避免“大(da)馬拉小(xiao)車”或“小(xiao)馬拉大(da)車”現象(xiang)産生的(de)誤差， 建(jian)議嚴格(ge)按照GB/T 18603《天(tian)然氣計(jì)量系統(tǒng)技術要(yào)求》要求(qiu)選用合(hé)适量程(chéng)儀表。首(shou)先要根(gen)據輸氣(qi)流量，選(xuan)擇💯最佳(jiā)内徑的(de)孔闆。智(zhì)能✔️差壓(ya)變⛹🏻♀️送器(qi)量程宜(yi)在滿量(liang)程10% ～ 90%，智能(neng)壓力變(biàn)送器量(liang)程宜在(zài)滿量程(chéng)30% ～ 75%，最好采(cǎi)選用絕(jue)壓量程(cheng)儀表，精(jing)度建議(yi)📞選用0.1%。
3.3 儀(yí)表的安(an)裝
孔闆(pan)流量計(jì)應垂直(zhí)于管道(dao)軸線安(an)裝，且與(yu)管道同(tóng)🔱心，偏差(cha)應滿足(zu)小于1°。孔(kǒng)闆流量(liàng)計應配(pèi)套提供(gòng)機械裝(zhuang)置指示(shi)孔闆片(piàn)，用來測(ce)試是否(fǒu)安裝在(zai)管徑中(zhong)心[4]。孔闆(pan)安裝在(zài)在💰法蘭(lan)之間固(gu)定後，允(yun)許自由(you)熱膨脹(zhang)而不産(chan)生♍扭曲(qǔ)變形，在(zài)滿足設(shè)計壓力(lì)的情況(kuang)下，由于(yú)其它作(zuo)用❤️力或(huò)差壓引(yin)起的彈(dan)性形🐇變(bian)、塑性扭(niǔ)曲都不(bú)應超過(guò)直📧線斜(xie)度的1%。
孔(kǒng)闆上下(xià)遊取壓(yā)孔的直(zhí)徑相同(tóng)，建議直(zhí)徑應小(xiao)于13mm；取壓(yā)孔中心(xin)💚線應平(píng)行于地(dì)面、且與(yu)管道中(zhong)心線垂(chui)直相交(jiao)，偏🔅差不(bu)應大于(yu)3°。
3.4 加強計(jì)量管理(lǐ)維護、健(jian)全計量(liàng)規章制(zhì)度
加強(qiang)計量裝(zhuang)置的日(ri)常管理(lǐ)維護，如(ru)定期對(dui)壓力儀(yí)表進行(hang)計㊙️量标(biao)定，發現(xiàn)有異常(chang)或損壞(huài)情況，應(yīng)及時進(jìn)行維修(xiu)✊；冬季氣(qi)溫下降(jiàng)🔞，易發生(shēng)凍堵，需(xū)增加排(pai)污次數(shù)，給💰差壓(yā)變❓送器(qì)加🌐裝保(bǎo)溫🚶♀️設備(bèi)；加🐇強節(jiē)孔闆流(liu)量計的(de)排污和(hé)清洗㊙️檢(jiǎn)查等等(děng)[5]。
健全計(ji)量規章(zhang)制度，如(rú)定期維(wei)護、周期(qī)送檢等(deng)。嚴格管(guǎn)理，做到(dào)計量裝(zhuāng)置有記(jì)錄，操作(zuo)有規程(chéng)，使用有(yǒu)制🐉度，維(wéi)修有周(zhōu)期。
3.5 加強(qiáng)業務培(pei)訓、提高(gao)技術人(ren)員素質(zhi)
加強現(xiàn)場操作(zuò)員的業(ye)務培訓(xun)，提高操(cao)作員的(de)技術水(shui)平🙇♀️和⭐解(jiě)決問題(tí)的能力(li)，更好的(de)做好流(liú)量計地(dì)檢修、維(wei)護、保❌養(yang)工📧作。
4 結(jie)束語
孔(kong)闆流量(liang)計在油(you)田已經(jing)應用多(duō)年, 同時(shí)還能改(gǎi)善😄勞動(dòng)✏️條件，節(jiē)省人力(lì)，提高天(tian)然氣調(diao)配水平(ping)和操作(zuo)❗人員的(de)工♋作效(xiao)率，降低(di)生産成(cheng)本。孔闆(pǎn)流量計(ji)在應用(yong)中将進(jin)一步優(you)化和💛完(wán)善、降低(di)誤差，提(tí)高計量(liang)正💁确率(lü)。
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