孔板流量計應用（yòng）於天然氣計量時的誤差分析

天然氣作為一（yī）種清潔（jié）、高能效的燃料，在各種工業和（hé）民用環境中（zhōng）都有良（liáng）好的應用前景，對於天然（rán）氣的流量測量和貿易（yì）計量中，目前使用量的仍然是孔板流量計，不過近年來其它類型的流量計，比（bǐ）如渦輪流量（liàng）計、旋進（jìn）漩渦流量計的市場點有率（lǜ）也在逐年提高。通常孔板流量計的測量準確度能夠滿足（zú）標準的要求，它由節流裝置、導壓管（guǎn）、差壓計、壓力計和溫度計等組成。但在實際工作中，由於（yú）節流裝置設計、製造、安裝（zhuāng）和（hé）使用（yòng）不符合標準要求，參數選（xuǎn）擇不當（dāng），用戶負荷變化，人工取值不準等原因，都（dōu）不同程度地影響著流量測量的準確度（dù）。因此，找出孔板流量計測量誤差產生的原因及（jí）解決（jué）辦法是關係到計量準確的重（chóng）要工作。通過對孔板節流裝置測量原理、安裝要求（qiú）、儀表的選（xuǎn）擇等因素的分析，指出影響孔板流量計測量準確度的根本因素是節流裝置的幾何形狀和流動狀態是否偏離設計標準。隻有使流量計在正（zhèng）確的工況下運行，才能（néng）減少計量誤差（chà），確保計量準確度。
 
1 節流裝置對測（cè）量不同的影響
 
1.1 孔板製造及安裝
采用孔板流量計（jì）時，對孔板加工的技（jì）術（shù）要求（qiú）十分嚴格，符合標準或部（bù）頒標準中的規定，否則，會給天然氣流量測量結果帶來誤（wù）差。
（1）孔（kǒng）板偏心：實驗表明，孔板偏心引起（qǐ）的計量誤差一般在（zài）2%以內，孔徑比β值愈高，偏心率（lǜ）影響愈大，所以，應避免采（cǎi）用（yòng）β值高的孔板。
（2）孔板彎曲：由於安裝或維修（xiū）不當，使孔板（bǎn）發生彎（wān）曲或變（biàn）形，導致流量測量誤差較大。在（zài）法蘭取壓的孔板上進行（háng）測試結果，孔板彎曲產（chǎn）生的誤差約為3.5%。
（3）節流裝置內突出物：節流裝置中伸入管內的墊片、焊縫等也會（huì）使流量測（cè）量產生一定的（de）誤差，誤差大小與突（tū）出物的位置、孔板與突出物的距離以及突出高度有關。試驗證明，當β=0.7，突出物體位於孔板上遊2倍管徑處時，產生的誤差；若（ruò）突出物位於上（shàng）遊孔板（bǎn）處，誤差為（wéi）16%～50%，若將突出物位於孔板（bǎn）下遊時，對計量準確度的影響要小些。
 
1.2 提高計量（liàng）準確度途徑
（1）管道要求：標準對計量管長（zhǎng）度、直管、圓（yuán）度和（hé）內表麵粗糙度等都有嚴格的技術要求。當計量（liàng）管小長度不（bú）能滿足標準要求時，會給流量測量結果帶來偏差，其大小與孔徑比β和雷（léi）諾（nuò）數有關，所以在孔板前麵（miàn）的直管上安裝整（zhěng）流器，才能保證計量準確度。
（2）安裝要求：孔板入口端麵與管道軸線垂直，其偏差不能超過1度。安裝孔板時要注意（yì）裝入管道的方向，嚴禁反裝，符合標準對不同軸度公差（chà）的要求。法蘭、孔板與取壓裝（zhuāng）置之間的密封墊片厚（hòu）度不（bú）得大於0.03D。墊片的安裝不得突入直管段內或取壓裝置內腔（qiāng），不得擋住取壓口及引起取壓位置的改變。新建站（zhàn）場在管道吹掃並運行幾天後，再將孔板安裝到節流裝置上，以免孔板被氣體中的液、固（gù）體雜質損傷或汙染。
2 正確地時（shí）行儀表的選（xuǎn）擇
要正（zhèng）確選擇與使用差壓（yā）計，差壓計量（liàng）程過大，流量較小，差壓計工作在30%以下，會大大降低流量測量準確度，當計量流量減小後，要及時更換差壓計（jì）的量程彈簧（huáng）或孔板規格，否則，差壓誤差會（huì）成倍增加。
 在選擇儀表差壓值時，既要考慮孔徑比β，又要使經過孔（kǒng）板壓（yā）力損失（shī）後的壓力能滿足（zú）需要。法蘭取壓β值應在0.15～0.7之間，這樣既可保證計量（liàng）準確度，又可以（yǐ）減少壓力損失。
 
3 管道中脈（mò）動流對於測量結果的影響
（1）脈動流的起因。管道中氣體的流速和壓（yā）力發生（shēng）突然變化，造成（chéng）脈動流，它能引起差壓的波動，使記錄曲線變成一個寬帶。①天然氣井若為氣水同產，這些井的計（jì）量差壓均發生波動；②長輸管（guǎn）道或（huò）氣田管道積液造成計量差（chà）壓波動；③天然氣壓縮機的（de）使用使計量差壓發生波動；④氣井之間的壓力幹擾造成的（de）差壓（yā）波動；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發生急劇變化，供氣調（diào）壓閥突然開大或關（guān）小也會導致差壓波動。
 
（2）抑製脈動流的方法。①消除或遠離脈動源：采取控水采氣；采用高效分離器（qì），加強氣水分離；對積存在計量管段、導壓管、流量計高低壓波紋管（guǎn）室中及管道中的凝析液應及時吹掃或清管。②控製計量管段下流（liú）閥：實踐（jiàn）證明，控製下流閥對各類（lèi）脈動源引起的差壓（yā）波動都有抑製作用。③加裝緩衝（chōng）罐：可在測量管段前加（jiā）裝緩衝罐，可（kě）儲存和釋放氣體的能量，有效地平（píng）抑各種脈動源引起的差壓波動，也可設置（zhì）專門的脈動衰減器。④提高差壓和孔徑比β：對於同一條計量管道（dào），若要（yào）提高差壓，就要（yào）降低孔板直徑，使孔徑比β降低，為了使差壓和孔徑終都提高，相應減小計量管管徑。⑤安裝調壓閥：在測量點前入口處加裝調壓閥，穩定輸出壓力，可有效地減少脈動現象對（duì）計量準確度（dù）的影響。
 
4 本文結語
影響孔板流量計測量準確度的根（gēn）本原因是節流裝置的幾何形狀和流（liú）動狀態是否偏離設計標準。因此，在實際使用中（zhōng），應嚴格按照（zhào）設計要求定期對節（jiē）流（liú）裝（zhuāng）置、孔板、雙波紋差壓計（jì）進行（háng）檢（jiǎn）查和（hé）調校，這樣才能減少計（jì）量誤差，確保計量準確度。

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