引言
   随着天然氣(qi)在我國的發展速(sù)度飛快，所以需要(yào)精度高的⛷️天然🆚氣(qì)流量測量計。目前(qian)我國大部分天然(ran)氣企業采用的🌏天(tiān)然氣流❓量測量儀(yi)器爲孔闆流量計(ji) ，其具有結構簡單(dan)，造價便宜且其測(ce)量精度高的優🔞點(diǎn)。據有關數☀️據表明(ming)，超過百分之九十(shí)五的石油天☁️然氣(qi)企業✌️把孔闆流量(liàng)計用在貿易計量(liàng)計上。孔闆流量計(jì)是檢測裝在管路(lù)中的✌️同心孔闆兩(liǎng)邊的壓力差來得(dé)到流量數據的一(yī)類檢測儀器。其主(zhu)要是由節流裝置(zhi)、差壓計、壓力計和(he) 溫度計 構成。它根(gēn)據能量守恒定律(lǜ)和流動連續性方(fāng)程這些原理來設(she)計制造的。它的計(jì)算天然氣流量的(de)方法是通過節流(liu)裝置産生壓力差(chà)，然後再進過一些(xiē)儀器測量壓力🈲差(chà)和壓力、溫度，最後(hou)在使用流量積算(suàn)儀或者💚計算機控(kòng)制系統最後得到(dao)數據。
1 孔闆流量計(jì)工作原理及特點(diǎn)
   孔闆流量計以能(néng)量守恒定律和流(liu)動連續性方程爲(wèi)設計原理，其計算(suan)方法是根據裝在(zài)管路中的同心孔(kǒng)闆兩邊的壓力差(cha)來計算的，其結構(gou)是由溫度計、壓力(lì)計、節流裝置等構(gòu)成。由于其造價便(biàn)宜，結構簡單，具有(yǒu)較高的測量精度(dù)，并且适用于精度(dù)要求㊙️不高的工程(chéng)測量以及貿易。我(wo)國使用孔闆流量(liàng)計已經有很長的(de)一段時間了，并擁(yōng)有非常成熟的孔(kong)闆流量計💛設計，生(shēng)産，加工經驗，其生(sheng)産的孔闆流量計(jì)也可以測量一些(xie)未知範圍的天然(rán)氣流量。現目前，我(wo)國主流的天然氣(qì)測量儀器還是孔(kong)闆流量計🌈。
2 天然氣(qì)流量計算方法
2.1 天(tiān)然氣體積流量計(jì)算基本公式
（1）
式中(zhong) Qn———标準狀态下天然(ran)氣體積流量，m3/s；
C———流出(chū)系數；
β———直徑比；
ε———可膨(peng)脹系數；
d———孔闆開孔(kǒng)直徑，mm；
Δp———節流件前後(hou)的壓差，Pa；
ρ1———天然氣在(zai)上遊工況條件下(xia)的密度，kg/m3；
ρn———天然氣在(zai)标準狀态下的密(mi)度，kg/m3。
2.2 天然氣體積流(liú)量計算實用公式(shi)
（2）
式中，As———秒計量系數(shu)，視采用計量單位(wèi)而定，此式As=3.1794×10-6；
E———漸進速(sù)度系數；
FG———相對密度(du)系數；
Fz———超壓縮因子(zi)；
Fr———流動溫度系數；
P1———孔(kong)闆上遊取壓孔絕(jue)對靜壓，MPa。
3 孔闆流量(liang)計計量誤差分析(xi)
3.1 流出系數C對計量(liàng)精度的影響
   孔闆(pǎn)流量計的校準于(yú)流出系數有關，它(ta)需要在上遊直管(guǎn)段達💔到足夠的長(zhǎng)度，同時其的節流(liu)裝置需要到達必(bi)要的⚽技術要求。而(ér)流動系數又與雷(lei)諾數有關且随其(qi)變化。c值增大時，雷(lei)諾數會變小，反之(zhī)則c值減小時，雷諾(nuò)數會增大。流動系(xi)數C也會随着流量(liang)變化而變化💚，其變(biàn)化是随流量的變(biàn)大而減小，當實際(ji)的流量比刻度流(liu)量小時，則🏃‍♀️由其帶(dai)來的流😄量誤差會(hui)增大☎️。同時C值是個(ge)變量，其根據㊙️雷諾(nuo)數改變而☔改變，當(dāng)雷諾數到一定值(zhí)時，其變化量🔞将㊙️會(huì)變小。關于法蘭取(qǔ)壓，雷諾數要超過(guo)106，而✊關于交接取壓(ya)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻其值🔴要超過210.
3.2 被測(ce)介質實際物理性(xìng)質的不确定度因(yīn)素
（1）天然氣相對密(mi)度對流量計量的(de)影響。
   天然氣流量(liang)值會随着1/Gr變化而(ér)變化，其兩者之間(jiān)關系是正🐉比例關(guan)系，這一點可以從(cóng)上面公式（2）中可得(de)知中可以看出。假(jia)如把Gr看作一個單(dan)獨的量，那麽當Gr的(de)不确定度爲🏃‍♂️正負(fu)百分之零點五，這(zhe)是天然氣标準體(tǐ)積流量的不确定(ding)因素爲🔴正負百分(fèn)之零點二🎯五，因此(cǐ)顯而易見流量計(ji)量會受到天💛然氣(qì)實際的相對密度(dù)的影響。而導緻Gr不(bu)确定度出現的原(yuan)因是由于沒有測(cè)量和💯分析以及确(que)定出㊙️真實天然氣(qì)的㊙️相關物理參數(shù)。例如🙇🏻，實際空氣的(de)組分偏離标準組(zǔ)分的偏離程度，各(ge)有關組分分子量(liang)測量的不确定度(du)。目前Gr有兩種辦🌐法(fa)确認，第一是用浮(fú)力🈲氣體天平、動量(liang)比重計等儀器檢(jian)測其實際相對密(mì)度；第二種是采💜用(yong)氣分析儀器，先得(dé)知天然氣的全部(bù)組成部㊙️分，再根據(ju)其算出Cr值。現在我(wo)們國家通常🎯使用(yong)後一種方法。但是(shì)因爲存🛀🏻在着壓力(lì)溫度⭕差，所以Gr是一(yi)個變量。這時需要(yao)使用🏃🏻‍♂️在線色譜，觀(guan)察其變化狀況，從(cóng)而進一步增加計(ji)量的精✂️度。
（2）天然氣(qi)壓縮因子對流量(liang)計量的影響。
    流量(liàng)計 量的結果通常(cháng)表現爲在實際運(yùn)行中的流量流出(chu)，但✊是因🏒爲㊙️各個工(gōng)程的實際情況不(bú)同，那麽這時候就(jiu)一般認爲标準氣(qi)體流量。當我們遇(yu)到外部因素的影(yǐng)響時（氣壓♍不高、溫(wēn)度高），也可以用理(li)想氣體方程等到(dao)體積流量。然而現(xiàn)實和📧理想是有差(chà)異的，同樣的現實(shi)氣體也同樣與理(li)想氣體有差異，特(tè)别是在由于管道(dao)壓力大和其溫差(chà)大時，理想氣體狀(zhuàng)态方程不在适用(yong)在這裏。可以計算(suàn)出天然氣壓縮系(xi)數辦法的有三種(zhong)，第一是用卡茨曲(qu)線圖求解法，其優(you)點在于求解方法(fa)快速，使用🚩方便，但(dan)其缺點就是誤差(cha)較大。第二是🔴采用(yong)卡茨表求解法，但(dàn)其缺點在💘于算法(fǎ)繁瑣，當沒有有關(guan)壓縮系數時還要(yao)用到内🔴插法，但其(qí)優點在于算出💃的(de)數✏️值最準确。第三(sān)種是查閱《天然氣(qì)壓縮系數速查手(shou)冊》。
（3）可膨脹系數ε對(dui)流量計量的影響(xiǎng)。
   我們需要在氣體(tǐ)經過孔闆的時候(hòu)對密度的影響的(de)變化加入一個修(xiu)正系數ε。這個引進(jin)的系數使我們在(zài)實際工作中産生(shēng)誤差一個主要的(de)原因。如果工作中(zhong)天然氣的流量沒(méi)有達到預期的程(cheng)度的時候，真正的(de)修正系數的ε會比(bǐ)規劃中的ε要小很(hěn)多。最後讓工作中(zhōng)得出的結果數據(jù)要比預期的數據(ju)小🌈很多。假設真正(zhèng)修正系數比工作(zuo)中的修正系數要(yao)大，最後得☎️到的結(jié)果也要比真正地(di)結果要大很多🏃🏻。
（4）脈(mo)動流對流量計量(liang)的影響。
   造成脈動(dong)流的根本原因是(shi)因爲儀器管道中(zhong)氣體流過的速度(du)還有氣體的壓力(li)産生改變，這個改(gǎi)變能夠引導出壓(ya)力差的改變，讓我(wǒ)們儀器記錄下來(lai)的線條是不是🔞一(yi)根線。而是一💔段寬(kuān)帶🌈。然而讓這個脈(mo)動流産生的原因(yin)有些隻有一個，而(er)另一些卻是有很(hen)多個原因結合到(dào)一🌂起的。比如我們(men)長距離管道中殘(can)餘液體的積累，壓(ya)縮天然氣的儀器(qi)的🔴使用，天然氣井(jing)田中壓力的變化(huà)擾動，天然氣使用(yòng)單位不能很平均(jun1)的使用👨‍❤️‍👨天然氣。能(néng)夠有穩定的流量(liang)流動才是截留裝(zhuang)置計算流量最⭐基(jī)本的因素，當我們(men)需要測量的單位(wèi)👣産生波動的時候(hòu)，我們就不能很📐好(hao)的對其進行測量(liàng)，這樣就⭕會使測量(liàng)的誤差增大。因此(ci)我們爲了讓我們(men)最終的測量結果(guǒ)誤差小，就有必要(yao)對脈動流進行削(xuē)弱。
3.3 儀器的設計、安(an)裝管理誤差分析(xi)
（1）儀器的設計誤差(cha)
   儀器差生誤差的(de)原因是因爲儀器(qi)本身設計的不足(zú)或者是😘因爲在儀(yí)器使用的時候産(chǎn)生了一些不可預(yù)❄️測的👄改變。這種🈲誤(wù)差主要是以下幾(ji)個方面體現出來(lái)：第一是因爲儀器(qì)孔闆的上面構成(cheng)角度的🔞尖銳程度(dù)還沒有達到預期(qi)的🏃🏻标準，儀器管孔(kǒng)的參數沒有按照(zhào)計算制造，儀器控(kong)闆的高☂️不能達到(dao)工作标準，或者是(shi)工作本身就沒有(yǒu)按照規定的流程(chéng)進行，緻使工作中(zhong)出現許多不可逆(nì)的失誤，最終導緻(zhì)誤差的産生。
（2）安裝(zhuang)管理誤差
   那麽這(zhè)個誤差會最後發(fa)展成一個不能有(you)一個準确💁判定🔴的(de)持☂️續差生誤差的(de)源頭。産生這種誤(wu)差有很強的普♌通(tōng)性。比如在施工的(de)時候，符合要求的(de)施🚶‍♀️工材料不夠，施(shī)工的材料參數不(bú)能滿足施工所需(xu)要的參數，這些參(can)數具體體現在材(cai)料的長度，材料💔的(de)制造工藝，材料孔(kong)闆的形變，還有材(cai)料中冗餘物質對(dui)材料本身🙇‍♀️參數造(zào)成的映像，材料雷(lei)諾參數的不能滿(man)足制造所需的要(yao)求，材料焊接的位(wèi)置發生偏差。而管(guǎn)理上面的💞錯誤主(zhu)要在于：工作儀器(qi)不是我們所需要(yào)的儀器、孔闆的直(zhi)徑不能通過相應(ying)的👅流量，引壓管、平(ping)衡閥、差壓計各連(lian)接部位發生的錯(cuo)誤，人員自身操作(zuo)産生的💜錯誤。
3.4 流量(liang)積算方法不當對(dui)計量的影響
   現階(jiē)段我們使用的一(yi)般的孔闆節流裝(zhuang)置和與它解構不(bú)一樣的二次測量(liang)工具使用不一樣(yàng)的數據計算方法(fa)。我們需要使用符(fú)合規則的孔闆流(liú)量工具來計算天(tiān)然氣的流量，它的(de)數據和天然氣的(de)各個方面都有密(mì)不可分的聯系。假(jia)設我們使用的流(liú)量測量體系并沒(méi)有符合相應的配(pei)置工具，它就會在(zai)工作時不能夠進(jin)行準确的計算，使(shi)儀器的誤差增大(dà)。
4 孔闆流量計運行(hang)中準确計量的影(ying)響因素
現階段我(wǒ)們的儀器維護闆(pan)的流量統計表經(jīng)過長期的使♉用經(jīng)常出現一下一些(xie)問題：
（1）我們使用的(de)最基本的孔闆測(ce)量儀器，有一個能(néng)夠測量的範圍有(yǒu)限、測量的準确性(xìng)不高、測量本體的(de)環境因素影響較(jiào)多時我們需要使(shǐ)用不同的孔闆原(yuan)件。
（2）在一些特殊的(de)時間裏，我們的天(tiān)然氣中含有許多(duō)的雜質，使天然氣(qì)的純度得不到提(tí)高。這會讓計量儀(yi)器管道被堵塞，造(zào)成一些其實可以(yi)避免的誤差。
（3）因爲(wèi)現階段的天然氣(qì)與天然氣液體不(bú)能很好的分開，會(huì)讓導出壓力的管(guǎn)道中和壓力計算(suàn)記因爲🌐正壓🌈與負(fu)面壓力而産生多(duo)餘的水分與油，這(zhe)會讓差壓計因爲(wei)有多餘的液體而(ér)❓計算不準确。
（4）孔闆(pan)在每隔一段時間(jiān)都需要檢查一次(ci)，還需要經過洗淨(jìng)與🚶測量常規參數(shu)，但是天然氣計的(de)工作條件不好，不(bu)能每隔一⭕段時間(jian)就進行檢查與維(wei)修。
（5）當介質的壓力(li)和溫度都發生不(bú)同的變化的時候(hòu)，天然氣的☂️體積也(yě)會跟随這變化，這(zhè)會讓天然氣計出(chu)現誤差。
5 提高孔闆(pǎn)流量計計量精度(dù)的措施
我們從計(jì)量天然氣産生誤(wù)差的原因入手，研(yán)究出幾種在進行(háng)天然氣計量不同(tóng)時間段的不同辦(ban)法來降低誤差。
5.1 孔(kǒng)闆流量計的設計(ji)安裝上應嚴格符(fu)合技術标準
我們(men)現階段的孔闆節(jie)流裝置應該要和(he)規定（SY/T6143-1996）所有的指♉标(biao)都要吻合，尤其實(shí)在進行安裝的時(shí)候，必須💯要與響應(ying)🌐的參數來㊙️匹配相(xiang)應的材料，大多數(shù)情況下都需要最(zui)少前30D。
5.2 消除脈動流(liu)
（1）使用風吹，掃除的(de)，清理管道或者在(zài)低的地方使用分(fèn)液器來讓☔管道中(zhong)多餘的液體減少(shǎo)。
（2）我們需要我計量(liang)能力能夠做到的(de)情況下，使測量管(guǎn)道的内徑見效，從(cóng)而讓差壓和孔徑(jing)比得到提高。
（3）在實(shi)際工作中，我們要(yào)盡可能使用短引(yin)壓管線，這樣的📞目(mu)的是爲了讓引壓(yā)管線中的阻力，而(ér)且還能讓上遊和(hé)🌍下遊的管線的長(zhang)一樣。這樣就能在(zài)實際工作中降低(dī)工作系統裏的諧(xie)振和壓力脈動振(zhen)幅。
（4）我們需要将測(ce)量點的前面增加(jia)一個調整壓力的(de)🔞閥門，使壓力能夠(gòu)平穩的被輸出，在(zai)測量管前面增加(jiā)一個緩沖罐用來(lai)使氣💃體得到儲存(cun)和釋放也能起到(dao)見效誤差的作用(yòng)。
（5）控制計量管段下(xia)流閥。
5.3 量值溯源
因(yīn)爲我們所需要的(de)流量的參數不是(shì)一塵不變的🛀，所以(yǐ)如何讓讓儀表更(geng)加準确使我們現(xian)階段亟待解決的(de)一個問題之一，我(wǒ)們所采取的方法(fǎ)是量值溯源。
（1）作爲(wèi)原級标準的固定(ding)裝置之一，流量量(liàng)值的和流量計有(you)着💰非常巨大的不(bu)同。流量量值的标(biao)準不能☂️進行移動(dòng)🚶，所以它不可以♌很(hěn)好的把流量參數(shu)的變化性展現出(chu)來。怎麽樣才能把(ba)流量計上的最基(ji)本的擦描述整合(hé)成爲導出的兩，在(zài)現階段仍然是一(yī)個巨大的挑㊙️戰。
（2）在(zài)我們的孔闆節流(liu)的裝置的所有的(de)程序都滿足了現(xiàn)階段對此的規章(zhang)要求的時候，我們(men)的裝置就可以♌與(yǔ)幾何學與流體力(li)☀️學一樣。我們可以(yǐ)以此爲基本，對我(wo)們需要的參宿進(jìn)行溯源，我們的節(jiē)流裝部分用長度(du)進行檢測，壓力、溫(wen)度、時間或氣樣分(fen)析🧡用各自的标準(zhun)器具或标準樣氣(qì)進行檢驗，并将标(biāo)🙇🏻準器與國家基準(zhun)建立溯源鏈。
（3）在一(yī)些用于商業用途(tu)的計量流量的裝(zhuang)置裏，我們在流量(liàng)計工作一個時間(jiān)段之後，我們就要(yao)對我們的儀器進(jin)行檢測與🤞維修，使(shǐ)我們的儀器能夠(gou)準确。
5.4 加強業務培(péi)訓，建立健全各項(xiàng)規章制度
   我們需(xu)要對員工進行強(qiáng)化訓練，使他們能(néng)夠提高🐅自身的技(ji)術能力水平，使他(tā)們能夠在出現問(wèn)題的同時♍能夠及(jí)時的檢⛷️測出來并(bing)且能夠将其維修(xiu)完好，讓工作原件(jiàn)🏃‍♀️的工作壽命能夠(gòu)得到最大化的提(tí)升。我們還💜需要擁(yong)有一個完善的計(ji)量責任體制，讓🔆員(yuan)工按照規章制度(du)對儀器進行定期(qi)的維護與修♍理，并(bing)且對每🧡一個儀器(qi)都能有🙇‍♀️一個完備(bèi)的資料庫，這樣才(cai)能使工作人員能(néng)夠及時的發現問(wen)題并且進行處理(lǐ)。在現階段的規定(dìng)中，我們必須對我(wǒ)們的🥰儀器進行每(mei)個月一次❓的清潔(jie)😍處理，檢查我們🏃‍♂️儀(yí)器💘的計量準确度(dù)，儀器的D/A轉換通道(dao)，還有對儀器計算(suàn)⭕流量的程序、有損(sun)壞的孔闆都要做(zuo)好及時檢測與👅更(gèng)換⭐，最後我們必須(xu)要把天然氣的生(sheng)産檢測狀況🔴的檢(jiǎn)測加強，這樣才能(néng)提高檢測的準确(què)成都，從根✏️源上減(jiǎn)少誤差。
5.5 孔闆流量(liàng)計發展與展望
   孔(kǒng)闆流量計是一種(zhǒng)很實用并且發展(zhǎn)時間很長的流量(liang)計算工具，它由很(hen)多個相互不聯系(xì)的部分結和在一(yi)起。這些部分之間(jian)能不能很好的搭(da)配到一起，它們安(an)裝的流程是不是(shì)符合規章流程，都(dou)可能從正面作用(yòng)到計量工具的誤(wu)差大小。所以我們(men)研究一個一體化(huà)的流量計的成品(pǐn)的時候，我們需要(yao)将它的解構盡可(ke)能的簡單化，并且(qiě)提高它的穩定性(xìng)，使它的性價比能(neng)得到巨大的提升(shēng)。孔闆流量計是一(yi)個很有市場前途(tú)的商業項目，它的(de)發展依靠社會科(kē)技發展的速度。現(xiàn)階段世界上的計(ji)量工具的發展大(da)環境是要将計量(liang)鞠躬一體化，并且(qie)做到計量儀器的(de)正确性，能夠智能(neng)化。還需要優于現(xiàn)階段社會的軟件(jian)功能，還要擁有能(néng)與DSC連接的RS485微機連(lián)通接口，這樣才能(néng)使工作人員進行(hang)檢測的時候能夠(gou)很迅捷、簡便的爲(wèi)工作人員提供檢(jiǎn)測。以上的條件都(dou)能讓我們計量工(gong)具的發展得到平(ping)穩的發展。
6 結語
   我(wo)們從上文能夠得(dé)出結論，現階段我(wo)們的孔闆流量計(ji)還不能很好的在(zài)天然氣作業中進(jin)行使用，其中的困(kùn)難還非常之多，各(ge)種因素的影響導(dǎo)緻最後的結果不(bu)能很準确。

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