摘要：天(tiān)然氣生(shēng)産與貿(mao)易計量(liàng)中仍然(rán)大量采(cǎi)用标準(zhǔn)孔闆流(liú)量計 ，其(qí)在實際(ji)應用中(zhong)需要規(gui)範操作(zuo)、嚴格管(guǎn)理才能(néng)确保🈚計(ji)量的有(you)效和準(zhǔn)确。重點(dian)介紹标(biao)準孔闆(pǎn)流量計(ji)在實際(ji)應用及(ji)日常管(guǎn)理中的(de)注意事(shì)項。
一、引(yǐn)言
　　标準(zhǔn)孔闆流(liú)量計是(shì)天然氣(qì)行業中(zhōng)使用最(zuì)多，并已(yǐ)标準化(hua)的😍檢測(cè)元件,在(zài)嚴格按(àn)标準制(zhì)造、安裝(zhuāng)和使用(yong)的條件(jiàn)🙇🏻下,無需(xu)進行實(shi)流檢定(ding).也能在(zai)已知的(de)不确定(dìng)度範圍(wéi)内進行(háng)流量測(ce)量🐕。這一(yi)突出的(de)優點使(shi)孔闆流(liu)量計在(zai)今後☎️-定(ding)時期内(nei)，仍将在(zài)天然氣(qi)流量♉計(ji)量中占(zhàn)有重要(yao)地位。
二(er)、孔闆計(ji)量選型(xing)及優缺(quē)點
1.孔闆(pan)流量計(ji)計量儀(yi)表選型(xíng)
　　孔闆流(liú)量計 由(yóu)節流裝(zhuāng)置、導壓(ya)管路系(xi)統、差壓(ya)計組成(chéng),具有結(jie)構簡單(dān)、制造容(rong)易,安裝(zhuang)、使用和(he)維護方(fāng)便,可靠(kào)性高等(děng)☂️特點。一(yī)般⛹🏻‍♀️正常(cháng)情況下(xia),其🐇測量(liang)精度能(neng)滿足GB/T2624-1993(流(liu)量測💘量(liàng)節流裝(zhuāng)置用孔(kǒng)闆、噴嘴(zui)和文丘(qiu)裏管測(ce)量充滿(mǎn)圓管的(de)流體流(liu)量(替代(dài)GB2624-1981))和石油(yóu)部👣SYL04-1983(天然(rán)氣流量(liàng)測量的(de)🔴标準孔(kong)闆計♈量(liang)方法.升(sheng)級爲SYT6143-1996)标(biao)準的要(yào)🌐求。使用(yong)孔闆流(liu)量計時(shí)各計量(liang)點的主(zhǔ)要區💃别(bié)在于二(er)次儀表(biao)的選型(xing)配制，最(zuì)常見的(de)有兩種(zhǒng)類型:--是(shi)采用雙(shuang)波紋管(guan)差壓計(jì)記錄靜(jing)壓、差壓(yā),求出靜(jing)壓和差(chà)壓的全(quan)天平均(jun1)值,玻璃(li)棒溫度(du)計測量(liàng)溫度,人(ren)工采樣(yàng)的平均(jun)值作爲(wei)溫度值(zhi);二是 差(cha)壓變送(sòng)器 與溫(wēn)度、 壓力(lì)變送器(qi) 加智能(neng)計算儀(yi)，實現天(tiān)然氣流(liu)量測量(liàng)和計算(suan)的自動(dòng)🤟控🈲制及(jí)管🈲理。雙(shuang)波紋管(guǎn)差壓、靜(jìng)壓記錄(lu)儀和玻(bo)璃棒溫(wen)‼️度計是(shì)機💋械式(shì)熱工儀(yi)表,精度(du)差;并且(qiě)需要人(ren)🈲工求積(ji)👨‍❤️‍👨來計算(suàn)小時、日(rì)💁平均值(zhí)、累積值(zhí)♉,人爲涉(she)及的因(yīn)素太多(duō),天然氣(qi)的流量(liang)計算無(wú)法嚴格(ge)按照标(biao)準執行(hang);而智能(néng)變送器(qi)則可以(yǐ)實現在(zai)線實時(shí)檢測積(jī)😘算,完全(quan)符合标(biao)準規定(dìng)的數學(xue)模型和(he)計算方(fāng)🌈法。
2.孔闆(pǎn)流量計(jì)優缺點(diǎn)
　　孔闆流(liu)量計按(àn)照是否(fǒu)可以帶(dai)壓更換(huan)孔闆，分(fèn)爲-體式(shì)✂️孔闆流(liú)量計和(hé)高級孔(kǒng)闆流量(liang)計(高級(jí)孔闆閥(fá))。優☀️點:原(yuán)理簡明(míng),應用技(ji)術成熟(shu)，容易掌(zhǎng)握;适應(ying)性強,更(gèng)換孔闆(pan)即可實(shi)現不同(tóng)流量的(de)測量;性(xing)能穩定(dìng)可靠,使(shi)用壽命(ming)長;孔闆(pan)爲标準(zhun)節流件(jiàn),标定方(fāng)便簡單(dan)。缺點:量(liang)程比小(xiao),一-般爲(wei)3:1-5:1;壓力損(sǔn)失較大(da);計量精(jīng)度受影(ying)🔞響因素(sù)較多;前(qian)後直管(guan)段要求(qiú)長,占地(di)面積大(dà)。
三、引起(qi)孔闆計(ji)量誤差(cha)的主要(yào)因素
1.計(ji)量儀表(biǎo)誤差
　　采(cǎi)用孔闆(pǎn)流量計(ji),對孔闆(pan)加工的(de)技術要(yào)求十分(fèn)嚴格,必(bì)須符合(he)GB2624-1981或SY/T6143-2003(用标(biāo)準孔闆(pǎn)流量計(ji)測量天(tian)然氣流(liu)量)标準(zhǔn)中😄的規(guī)定,否則(zé),會給天(tian)然氣流(liu)量測量(liàng)結果帶(dai)來很大(dà)的誤🈚差(chà)。孔闆的(de)偏心和(he)彎曲是(shì)孔闆的(de)制造安(ān)裝和使(shi)用中影(yǐng)響計量(liang)儀表精(jing)度的💜主(zhu)要因素(sù),有關實(shi)驗表💁明(ming),孔闆彎(wan)曲造成(cheng)的最大(dà)誤差爲(wèi)3.5%。孔闆☔安(ān)裝盡管(guan)安裝規(gui)範--般都(dōu)能夠掌(zhang)握,但有(yǒu)些細🔞節(jiē)往往沒(mei)有引起(qi)重視🌐,導(dǎo)緻較大(dà)的計量(liang)誤差。如(rú)密封墊(nian)片内孔(kong)未按環(huan)室尺寸(cun)加工,墊(niàn)片伸出(chu)環室,幹(gan)擾流體(tǐ)穩定流(liú)動:導壓(ya)管走向(xiang)不合理(lǐ),差壓無(wú)法順利(li)傳導;平(ping)衡器安(ān)裝水平(ping)精度低(dī)，直接産(chan)生計量(liang)誤差等(deng)。
2.節流裝(zhuang)置的突(tu)出物
　　節(jie)流裝置(zhi)中伸入(ru)管内的(de)墊片焊(hàn)縫等也(yě)會引起(qǐ)測🌈量誤(wu)差,誤差(chà)大小與(yǔ)突出物(wù)位置、孔(kǒng)闆與突(tu)出物的(de)⚽距離🔞以(yi)及突出(chū)♈等有關(guan)。有關實(shi)驗表明(míng)，當β=0.7,突出(chu)物位于(yu)孔闆上(shang)遊管徑(jing)2倍時,産(chan)生誤差(chà)最大;若(ruo)突出物(wu)位于孔(kǒng)闆上🔞遊(yóu)處,誤差(cha)爲16%-50%。若位(wèi)于下遊(you)，則對計(jì)量精度(du)的影響(xiang)相對較(jiao)小。
3.使用(yong)條件變(bian)化引起(qi)的誤差(cha)
　　這種誤(wu)差主要(yào)是由脈(mò)動流現(xian)象和超(chao)量程、流(liu)程頻繁(fán)波動問(wen)題引起(qi)的。管道(dào)中氣體(tǐ)流速和(hé)壓力發(fā)生突然(rán)變化，造(zao)成🙇‍♀️脈動(dong)流，引起(qi)差壓波(bo)動，當節(jie)流裝置(zhi)上出現(xiàn)明顯的(de)脈動流(liú)✉️時,計量(liàng)可能産(chan)生較大(dà)誤差，有(you)關文獻(xian)指出脈(mò)動流引(yin)起的誤(wu)差最大(da)可達20%-30%。此(cǐ)外,由于(yu)小用戶(hu)用氣不(bú)均衡☂️，氣(qì)量瞬間(jian)發生急(ji)劇變化(huà),都會導(dǎo)緻差壓(yā)波動。超(chao)量程問(wen)題大多(duo)數是由(you)💜于季節(jie)不同,用(yòng)量發生(sheng)變化引(yǐn)起的,冬(dong)天時流(liu)量大，夏(xia)天時流(liu)量小，有(yǒu)可能超(chāo)過所選(xuan)儀表的(de)量程，從(cong)而引起(qǐ)誤差:同(tong)時,城市(shì)用氣而(ér)無調峰(feng)設施的(de)計量裝(zhuāng)置.當流(liu)量随時(shí)間頻繁(fán)♍波動時(shi),将會直(zhí)接影響(xiǎng)對天然(rán)氣計量(liang)的精度(du)。
4.氣質條(tiáo)件引起(qi)的誤差(cha)
　　天然氣(qi)從地層(céng)中采出(chu)來,雖然(ran)經過分(fen)離、除塵(chen)或過濾(lü)♈，但💰由于(yú)處☔理不(bu)徹底或(huò)集氣管(guǎn)網和輸(shū)氣幹線(xian)内腐蝕(shi)♌物的影(ying)響，使得(dé)天然氣(qì)中混有(yǒu)少量的(de)液體或(huo)固體雜(za)質，這些(xiē)雜質易(yi)🔞聚集在(zai)孔闆截(jie)👌面收縮(suo)流速突(tū)變的孔(kong)口銳邊(biān)上，而孔(kǒng)闆流量(liang)計對孔(kong)闆銳邊(biān)、截面及(ji)流線的(de)變化非(fei)常的敏(mǐn)感。此外(wai),天然氣(qi)中的雜(za)⛹🏻‍♀️質還會(hui)對孔闆(pan)産生沖(chòng)刷和腐(fǔ)蝕,特别(bié)是對孔(kǒng)闆直角(jiǎo)人口邊(biān)緣和測(ce)量管内(nei)壁的沖(chòng)刷腐蝕(shi)特别嚴(yán)重,這🐪将(jiāng)影響到(dào)孔闆直(zhi)角人口(kou)邊緣圓(yuan)弧半徑(jing)和測量(liàng)管内壁(bi)相對粗(cū)糙的規(gui)定标準(zhun),孔闆流(liu)出系數(shu)也将發(fā)生變化(hua)，使測量(liang)🤩精度達(dá)不到要(yao)求。天然(rán)氣的含(hán)水量也(yě)對天然(ran)💰氣計量(liang)精度🚩有(yǒu)💯着很大(da)的影響(xiǎng)。工程實(shí)🔴驗站用(yong)注水後(hou)的孔闆(pǎn)流量計(jì)進行計(ji)量得到(dào)了:①用♻️孔(kǒng)闆流量(liang)🐪計測量(liàng)氣體流(liú)量,當氣(qi)📧體中央(yang)帶少量(liang)液體時(shi),流量測(ce)量不确(que)定度偏(piān)高,測量(liang)的濕氣(qi)流量随(sui)β的增加(jia)而減少(shǎo),在β比爲(wei)0.7時,測得(dé)的流量(liàng)☁️偏差爲(wèi)-1.7%;②當夾帶(dai)少量液(ye)體時,在(zai)β比爲0.5時(shí),表明孔(kong)闆性能(néng)較好，但(dan)是應将(jiang)夾帶液(ye)體在孔(kong)闆上遊(yóu)脫出,以(yǐ)獲得最(zuì)佳的計(jì)量性能(néng);③用舊的(de)孔闆流(liu)量計測(cè)量濕氣(qì),流量計(ji)量值将(jiang)降低3%。
5.其(qí)他引起(qǐ)的誤差(cha)
　　其他誤(wù)差因素(sù)有管道(dào)洩露、人(ren)爲破壞(huai)、管理不(bú)嚴、不合(he)理的積(jī)算和取(qu)值方法(fa).計量:工(gōng)況偏離(li)标準規(guī)定條件(jiàn)。計算方(fāng)法本身(shēn)不合理(lǐ),對溫度(du)、壓力氣(qì)體組成(chéng)的變化(hua)沒有自(zì)動補償(chang)等，也是(shì)引起天(tiān)然氣計(ji)量誤差(cha)的原因(yīn)。特别是(shi)管道洩(xie)漏引起(qǐ)的誤差(chà)也相當(dang)大。例如(ru)，節流裝(zhuang)置前後(hòu)的差🐆壓(yā)一般都(dou)很小(0~60kPa),管(guan)道壓力(li)往往是(shi)它的幾(jǐ)十倍,如(ru)發生導(dao)🔞壓管洩(xiè)漏或堵(du)塞,不僅(jin)給計量(liàng)帶來誤(wu)差,而且(qiě)✌️會損壞(huai)差壓變(biàn)送器。輸(shu)氣系🌈統(tǒng)的洩漏(lou)有3種類(lèi)型:偶然(rán)性洩漏(lou)、長期性(xìng)洩漏和(he)普通運(yùn)行洩漏(lòu)。偶然性(xing)洩漏是(shi)指由于(yu)輸氣系(xì)統在長(zhǎng)期運行(hang)過程中(zhong)☂️的腐蝕(shi)和輸配(pei)設備安(an)裝不當(dang)或設備(bèi)發生故(gù)障所導(dǎo)緻的洩(xiè)漏。長期(qī)性洩漏(lou)是由于(yu)輸配氣(qì)站本身(shēn)工藝設(shè)計的不(bú)💯合理或(huò)設備質(zhi)量不好(hao)導緻的(de)💜洩漏。普(pǔ)通運行(háng)洩漏是(shì)🌈指由于(yú)某些站(zhàn)場管部(bu)件本身(shēn)設計不(bu)當造成(cheng)腐蝕從(cóng)🌈而引發(fa)的洩漏(lòu),輸氣系(xì)統的洩(xie)漏絕大(dà)部分屬(shǔ)于偶然(rán)性洩漏(lou)。造成😄輸(shu)氣系統(tong)發生洩(xiè)漏的主(zhu)要原因(yin)包括:輸(shū)🏃‍♂️氣管道(dao)和部件(jiàn)長期暴(bào)露于酸(suān)性氣體(tǐ)環境中(zhong)，造成硫(liu)化氫腐(fu)蝕;天然(ran)氣中的(de)HS.CO2等酸性(xing)氣體和(hé)H20、O2等組分(fèn)達不到(dào)輸氣系(xi)統對氣(qi)質的要(yào)求造成(chéng)輸👌氣管(guan)道和部(bù)件内壁(bì)腐蝕;輸(shū)氣管道(dao)制管質(zhì)量差導(dao)緻管道(dao)螺旋焊(han)縫☀️的斷(duàn)裂;輸氣(qì)管道和(hé)部件安(an)裝和焊(han)接質量(liang)差導👨‍❤️‍👨緻(zhi)管道環(huan)行焊縫(feng)和管、件(jian)之間焊(han)縫的斷(duàn)裂等等(deng)。
四、消除(chú)計量誤(wu)差的改(gǎi)進措施(shī)
1.孔闆加(jia)工及安(ān)裝
　　嚴格(ge)按照标(biāo)準加工(gong)孔闆,正(zheng)确安裝(zhuang),合理選(xuǎn)擇壓差(chà)😘量程嚴(yan)格按㊙️照(zhào)GB2624-1981或SY/Y6143-1996标準(zhun)中的規(gui)定加工(gong)孔闆。孔(kǒng)闆節流(liu)裝置在(zai)使用前(qian)的安裝(zhuāng)中應按(an)照标準(zhun)安裝設(shè)計,根據(ju)孔闆前(qian)阻力件(jiàn)形式配(pèi)接足夠(gou)長🤩度的(de)直管段(duàn)，一般應(ying)至少前(qián)30D。當場⭐地(di)不允許(xu)時,必須(xū)在🍓孔闆(pan)前的直(zhi)管段上(shang)安裝整(zhěng)流器。孔(kǒng)🔅闆人口(kou)端面必(bi)須與管(guǎn)道線垂(chui)直,其偏(pian)差不能(neng)超過10。安(ān)裝時孔(kong)闆嚴禁(jin)反向，要(yào)正确使(shǐ)用和選(xuǎn)擇壓差(chà)計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，當壓(yā)差計🔴工(gong)作量程(cheng)在30%以下(xia)時,必須(xū)及時更(geng)換壓差(chà)計的量(liàng)程或孔(kǒng)闆規格(ge)。法蘭取(qu)壓時β值(zhi)應在0.2~0.75,角(jiao)接㊙️取壓(yā)時β值應(yīng)在0.4-0.6。
2.氣流(liú)脈動誤(wu)差消除(chú)
　　消除脈(mò)動流,減(jiǎn)小脈動(dong)影響,合(hé)理解決(jue)超量可(ke)以采用(yong)以下方(fāng)法消除(chú)脈動流(liú).減小脈(mò)動流的(de)影響。
(1)采(cai)用分離(lí)除塵器(qi)加強氣(qi)水分離(lí);從管線(xian)中除去(qù)遊離液(yè)體,及時(shi)吹掃排(pai)出管道(dao)内積液(ye),确保天(tian)然氣計(jì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量準确(que)性。
(2)控制(zhì)計量管(guǎn)段下流(liu)閥。實踐(jian)證明，控(kong)制下流(liú)閥能有(yǒu)效的抑(yì)制脈動(dòng)流,同時(shí)對各類(lei)脈動源(yuán)引起的(de)壓差💚波(bō)動都有(you)抑制作(zuò)用。
(3)加裝(zhuāng)緩沖罐(guan)或設置(zhì)專門]脈(mò)動消減(jian)器，抑制(zhì)脈動源(yuán)引起的(de)差壓波(bo)動;提高(gao)差壓和(he)孔徑比(bi);安裝調(diao)壓閥穩(wěn)定輸出(chu)💛壓力🏃🏻‍♂️,從(cóng)而減小(xiao)脈動對(duì)計量的(de)影響。
(4)在(zài)滿足計(ji)量能力(li)的條件(jiàn)下,應選(xuan)擇内徑(jing)較小的(de)測量管(guǎn)，使🈚Apβ在比(bǐ)較高的(de)雷諾數(shu)下運行(háng)。
(5)采用短(duǎn)引壓管(guǎn)線,盡量(liàng)減少引(yǐn)壓管線(xian)系統中(zhong)的阻力(lì)♋件🚶‍♀️,并使(shǐ)上下遊(yóu)管線長(zhǎng)度相等(děng)，以減少(shǎo)系統中(zhōng)産生諧(xie)振和壓(yā)力脈動(dong)振幅的(de)增加。
五(wu)、孔闆計(jì)量參數(shu)的上傳(chuán)及流量(liàng)計算
　　現(xiàn)場安裝(zhuāng)孔闆閥(fa),差壓變(bian)送器， 溫(wēn)度變送(song)器 ,壓力(lì)變送器(qì)。控制室(shì)内站控(kong)PLC系統有(yǒu)專用的(de)計量模(mó)塊🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，可📐讀(du)取其他(tā)模拟量(liàng)模闆采(cai)集的流(liú)量相關(guān)參數，包(bao)括差壓(yā)、壓力、溫(wēn)度，完成(chéng)對流量(liang)的計算(suàn),溫度壓(yā)力補償(chang),這🔞種方(fāng)式在控(kong)制成本(ben)的同時(shi)可👨‍❤️‍👨保證(zheng)一定的(de)💯精度;控(kong)制室内(nei)有1746系列(liè)PLC，模拟量(liang)采集模(mó)闆1746-NI8負責(ze)采集差(chà)壓、壓力(li)、溫度。MVI46-AFC流(liu)量計算(suan)機模闆(pǎn),支持🤟8路(lu)流量計(ji)量,流量(liàng)累積。PLC處(chù)理♻️器将(jiang)I/0模闆采(cai)集的差(chà)壓、壓力(lì)、溫💔度數(shù)據通過(guo)槽架背(bei)闆傳給(gei)MVI46--AFC，完成流(liu)量的💘計(jì)算後再(zai)通過背(bei)闆将結(jié)果傳給(gěi)處理器(qì),供PLC邏輯(ji)程序📱使(shǐ)用、工控(kòng)機顯示(shì)或上傳(chuán)SCADA系統。
六(liu)、孔闆流(liú)量計日(ri)常管理(li)
(1)加強日(ri)常管理(lǐ)，對參數(shu)進行合(he)理修正(zhèng)在日常(chang)生産中(zhong)應定期(qī)對孔闆(pan)進行清(qing)潔、維修(xiū)或撒換(huàn)并且對(duì)測量流(liú)量進💔行(hang)修正,在(zai)孔闆🔴流(liú)量計日(ri)常使用(yong)過程中(zhōng),要确保(bǎo)準确的(de)計量,應(ying)至少每(mei)月--次清(qīng)🔞洗檢測(cè)孔闆、檢(jian)查儀表(biǎo)零點.儀(yi)表⛷️D/A轉換(huàn)通道核(he)對流量(liang)計算程(chéng)序,對有(you)坑蝕及(ji)🈲劃痕的(de)孔闆應(ying)及時更(gèng)換🍉。從節(jie)流裝置(zhi)不确定(ding)度的☂️計(jì)算公式(shi)可以看(kàn)出,天然(rán)氣的壓(yā)力、密度(du)、溫度和(he)壓縮系(xì)數的變(bian)‼️化将直(zhí)接☁️影響(xiang)到測量(liang)的精度(du)。因此,應(ying)該選擇(zé)合适的(de)儀表來(lái)測量🌂天(tian)然氣的(de)🔆壓力、密(mì)度溫度(dù)等特性(xìng)參數。
(2)孔(kǒng)闆流量(liang)計測量(liàng)範圍一(yī)般爲3.5:1,而(ér)實際工(gōng)況并不(bu)都在此(ci)範🈲圍,一(yī)旦超過(guò)測量範(fàn)圍，必将(jiāng)引起測(cè)量誤差(cha)。孔闆✂️差(chà)壓變送(sòng)器差壓(yā)範圍應(yīng)控制在(zai)其量程(cheng)的10%以内(nèi)，例如,差(chà)壓變🧑🏾‍🤝‍🧑🏼送(song)器量程(cheng)爲0-60kPa,日♋常(chang)計量中(zhong)差壓工(gong)作範圍(wéi)應保持(chi)在6kPa~54kPa,如超(chāo)出該量(liang)程🐇範圍(wei)将影響(xiǎng)計量精(jing)度。
(3)根據(jù)場站下(xià)遊用戶(hù)用氣量(liang)的不斷(duàn)變化，提(ti)前加工(gōng)制作不(bu)同規格(gé)孔闆,每(měi)塊孔闆(pan)都可以(yǐ)計算出(chū)對應流(liú)量範圍(wei)👅,場站可(kě)根據氣(qi)量變化(hua)及時更(gèng)換孔闆(pǎn)。以👄此實(shí)現節流(liú)裝置産(chan)品系列(liè)化、标準(zhǔn)化,有利(li)于提高(gāo)節流裝(zhuāng)置計量(liang)的精度(du)。
(4)定期檢(jian)查孔闆(pan)導壓管(guǎn)是否存(cun)在鏽蝕(shí),觀察導(dao)壓管是(shì)否有堵(du)塞、洩漏(lòu)等現象(xiàng),--旦發現(xiàn)立即整(zheng)改,以确(que)保計量(liàng)精度。
(5)場(chǎng)站值班(ban)人員定(dìng)期檢查(chá)孔闆流(liu)量計的(de)差壓、壓(ya)力、溫度(dù)變送器(qì)現場工(gong)作是否(fou)正常，控(kong)制室上(shang)傳參數(shù)及現🌈場(chang)顯示是(shi)否一緻(zhi),孔闆瞬(shùn)時流量(liàng)是否穩(wěn)定等。這(zhe)些都🔞是(shì)影響孔(kǒng)闆計量(liang)精度的(de)主要因(yin)素。

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