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

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