摘要:普光(guāng)氣田氣質(zhì)特殊，高含(han)硫化氫和(he)二氧化碳(tàn)，天☀️然氣計(ji)量采用标(biao)準孔闆流(liu)量計 ，存在(zai)計量不穩(wěn)定以及讀(dú)數偏差較(jiao)大等問題(tí)。基于 孔闆(pǎn)流量計 的(de)結構原理(lǐ)，從孔闆閥(fá)選材、流量(liang)計計算機(ji)選擇和連(lian)接部件✂️設(shè)計3方面介(jiè)紹了孔闆(pan)流量計在(zai)普光氣🌈田(tian)的應用情(qing)況，最後根(gen)據軟件和(he)硬件2方面(miàn)因素，分析(xī)了流量計(jì)量誤差産(chǎn)生的原因(yīn)，并據此提(ti)出了正确(què)設置計量(liang)參數、定期(qī)清洗孔闆(pǎn)閥、五閥🍓組(zu)和引壓管(guǎn)路等改進(jin)措施。這些(xiē)措施對解(jiě)決高含碗(wan)氣田計量(liang)問題具有(you)一🔅定的指(zhi)導意義❗。
0引(yin)言
　　普光氣(qì)田氣質特(te)殊，高含硫(liú)化氫和二(er)氧化碳，硫(liu)化🏃🏻氫平均(jun)👅體積分數(shu)15. 16%，二氧化碳(tan)平均體積(ji)分數8.64%，對含(hán)酸性氣體(tǐ)的天然氣(qi)流量準确(què)計量難度(du)很大[1]'。天然(rán)氣流量計(ji)量是企業(yè)生産和經(jing)營管理中(zhōng)💔的一-項重(zhòng) 要的技術(shu)基👉礎工作(zuo)，準确計量(liàng)不但能公(gong)平♈地進行(hang)貿🌈易結算(suan)，而且能指(zhǐ)導改進👈生(sheng)産工藝，提(ti)高産品質(zhi)量，降低産(chan)品生産成(chéng)本。普光氣(qi)田集輸系(xi)統采用保(bao)濕混輸工(gōng)藝，選用标(biāo)準孔闆流(liu)量計進行(hang)計量分方(fāng)數在✉️氣田(tian)投産初期(qī)，存在計量(liàng)不穩定及(ji)偏差較大(dà)的問題。從(cóng)孔闆閥選(xuan)材、流量計(jì)計♌算機選(xuǎn)擇和連♌接(jie)部件設計(jì)3方面介紹(shao)❄️了孔闆流(liu)量計在普(pu)光氣田的(de)應用，最後(hòu)通過軟件(jian)和硬件分(fen)🈲析了流量(liàng)計量誤差(chà)産生的原(yuan)因，提出了(le)正确設置(zhì)流量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計算(suan)參數、定期(qi)清洗孔闆(pǎn)閥🌐、五閥組(zu)和引壓管(guǎn)路等改進(jin)措施。實踐(jian)證明，這些(xie)措施可🌈以(yǐ)有效解決(jué)普光氣田(tian)流量誤差(cha)問😍題。
1計量(liang)原理及特(te)點
1.1計量原(yuán)理.
　　标準孔(kong)闆流量計(ji)的計量原(yuan)理爲:基于(yú)流體流動(dong)的節流原(yuán)理⛱️，以能量(liang)守衡和流(liu)動連續性(xìng)方程爲基(ji)礎，利用流(liú)體流經标(biao)準孔闆時(shi)在其前、後(hòu)産生壓差(cha)，通⭐過測量(liàng)壓差的✂️大(dà)小就可以(yi)間接地知(zhi)道流量的(de)大小。在标(biāo)準狀态下(xia)天然氣流(liú)量的實用(yòng)計🏃算公式(shi)爲:

　　式中，q爲(wei)标準狀态(tai)下天然氣(qì)體積流量(liàng)，m3/s; A,爲秒計量(liàng)系數㊙️，視采(cai)用計量單(dān)位而定，此(ci)處A. =311 794x10-6; C爲流出(chu)系數; E爲漸(jiàn)近速度🌐系(xì)數; d爲孔闆(pan)直🥰徑，mm; Fc 爲相(xiàng)對密度系(xì)數; ε .爲可膨(péng)脹系數; Fz爲(wei)超壓縮因(yin)子; Fr爲流動(dòng)溫度系數(shu); P:爲孔闆上(shàng)遊側取壓(yā)孔氣流絕(jué)對靜壓，Pa;Ap爲(wèi)氣流流經(jīng)孔闆時産(chǎn)生🚶‍♀️的壓差(cha)，Pa。
1.2 結構及特(te)點
　　标準孔(kong)闆流量計(jì)結構如圖(tú)1所示，包括(kuo)節流元件(jian)(标準孔闆(pǎn)及其取壓(yā)裝置)、傳輸(shu)壓差信号(hao)的引壓管(guǎn)路、閥門以(yǐ)及差壓計(ji)等部分。标(biāo)準孔闆是(shi)壓差測量(liang)時的一次(cì)元件， 人們(men)利用它在(zài)管道内使(shǐ)流體産生(shēng)壓差，再通(tong)過引壓管(guǎn)路把孔闆(pǎn)前、後産生(shēng)的✌️壓差傳(chuán)送給 差壓(ya)變送器 ，再(zai)輸人到二(er)次儀表，從(cóng)而顯示出(chū)管道内流(liú)體的靜🔱壓(yā)、壓差、瞬😍時(shí)流量和累(lèi)計流量等(děng)計量參數(shù)。

　　标準(zhǔn)孔闆流量(liang)計有以下(xia)特點:①孔闆(pan)閥結構簡(jian)單，應用技(ji)術成熟，容(rong)易掌握;②适(shì)應性強，可(kě)實現在線(xian)更換、清洗(xǐ)和檢查孔(kǒng)闆;③性能穩(wěn)定可靠，使(shi)用壽命長(zhǎng);④孔闆👨‍❤️‍👨爲标(biao)準節流元(yuán)件，不需要(yào)标定。存在(zài)的缺點主(zhǔ)要有:①量程(cheng)比較小;②壓(yā)力損⭐失較(jiao)大;③受影響(xiǎng)因素較多(duo)，不确定度(du)大;④對前🈲、後(hòu)直管段要(yào)🏃🏻求高。
2标準(zhǔn)孔闆流量(liàng)計在普光(guāng)氣田的應(ying)用
　　普光氣(qi)田集氣站(zhàn)外輸計量(liàng)和集氣總(zǒng)站外輸總(zǒng)計量選用(yòng)的🔞慌量鍾(zhong)量儀表均(jun)爲孔闆閥(fa)流量計，由(yóu)孔闆閥、流(liú)量計算機(jī)及過程連(lian)接部件3部(bu)分組成。由(you)于普光氣(qi)🛀🏻田介質爲(wei)高含硫化(hua)氫⭐天然氣(qi)，且集輸工(gōng)藝采用保(bao)濕混輸工(gong)藝，天然氣(qì)中🔱含水和(he)單質硫，相(xiàng)對于常規(guī)天然氣計(ji)量，标準孔(kong)闆流量計(jì)👄在普光氣(qi)田⭕的應用(yong)中有其🤟本(ben)身的特點(dian)。
2.1孔闆 閥的(de)選材
　　普光(guāng)氣田酸氣(qi)外輸采用(yong)的是丹尼(ni)爾孔闆閥(fá)，以法蘭取(qǔ)壓标準孔(kǒng)闆作爲流(liú)量檢測元(yuan)件。閥體由(you)上、下2部分(fen)組成，中間(jian)滑閥連通(tong)或切斷，設(shè)有密封脂(zhī)注，人機構(gòu)，下閥腔與(yu)孔闆上⚽遊(you)連通。當孔(kong)闆閥正常(chang)工作時，滑(huá)閥關閉，下(xia)閥腔壓力(li)與上🤩遊管(guan)内壓力相(xiang)等，上閥腔(qiāng)壓力與大(dà)氣壓力相(xiàng)等，在上、下(xia)閥腔之間(jian)産生💔較大(da)的壓力差(chà)，此壓力差(chà)作用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻在滑(huá)閥下方，從(cóng)而增強其(qí)密封性。孔(kǒng)闆閥底部(bu)👈設有排污(wū)閥，用于定(dìng)期吹掃排(pai)除閥内污(wū)物。上閥腔(qiāng)亦設置有(yǒu)放❌氣孔，可(kě)排出上閥(fa)腔内介質(zhi)。孔闆閥可(kě)實現✌️在線(xiàn)更換、清洗(xi)和檢查孔(kǒng)闆，其操作(zuo)也靈活方(fāng)🌈便。爲保證(zhèng)在普光高(gāo)含硫化氫(qing)工況下孔(kong)闆閥的性(xing)能❗滿足要(yào)求，并确保(bǎo)其使用壽(shòu)命和安全(quán)生産，孔闆(pan)閥上、下腔(qiāng)間的密封(feng)件采用全(quán)硬密封結(jie)構，閥闆和(hé)閥座均采(cai)用316L材💛質，标(biao)準孔闆片(piàn)采用In-conel625材質(zhi)，可有效防(fang)止硫化物(wù)⭕應力開裂(liè)和氫緻開(kai)裂。
2.2流量計(ji)算機選擇(ze)
　　對于高含(han)硫化氫氣(qì)田來說，一(yi)個重要的(de)原則就是(shì)盡量減少(shao)動靜密封(fēng)點，從而降(jiang)低洩漏風(feng)險。普光氣(qì)田地面集(ji)輸系統選(xuǎn)用的流量(liang)計算機爲(wèi)艾默生的(de)📧FLOBOSS103流量計算(suan)機，集成壓(ya)差、靜壓雙(shuāng)變量變送(song)器、RTD 溫度變(bian)送器 和流(liú)量計算功(gong)能于- -體。　　FLOBOSS103檢(jiǎn)測孔闆兩(liang)側壓差及(jí)管道靜壓(ya)，并🚶通過 Pt100 熱(rè)電阻 采集(ji)流體溫度(du)，可以就地(dì)顯示這些(xie)測量值，同(tóng)時也可通(tong)過标準的(de)MODBUSRTU協議和RS485通(tong)信接口将(jiang)參數值傳(chuan)給站❗控SCADA系(xì)統。可🈲以接(jie)收上位機(ji)🆚控制系統(tong)下載的氣(qi)體組分信(xìn)息，也可由(you)MODSCAN32軟件通過(guo)串口🔱通信(xìn)向FLOBOSS103内寫入(ru)氣體⭐組分(fèn)信息，還可(ke)通過配置(zhi)軟件♍ROCLINK 800人工(gong)輸入組分(fen)信息。
　　雙變(biàn)量變送器(qì)(DVS) 采用成熟(shu)可靠的羅(luó)斯蒙特電(diàn)容元件技(jì)術測量🍓壓(yā)差。同時利(li)用壓阻和(hé)矽傳感器(qi)技術🔞檢測(cè)靜壓🧡，測量(liang)的過程值(zhi)精确、穩定(ding)和可重複(fú)性好。其專(zhuan)用微處理(lǐ)器使用存(cún)儲在永久(jiu)存儲器中(zhong)的特征化(hua)數據對原(yuán)始傳感器(qi)信号進行(hang)線性化和(he)校正🚩。讀數(shu)存儲于🐕FLOBOSS103的(de)内部模拟(ni)輸入點中(zhōng)，通過中斷(duàn)的方✊式向(xiàng)變送器🛀的(de)🙇🏻處理器發(fa)送數據。RTD 溫(wēn)度變送器(qì)采用鉑電(diàn)阻P100來采集(ji)現場流體(ti)溫度，測量(liàng)範圍爲-40~240 C,精(jing)度等級🔆爲(wei)+0.2 C。
2.3過程 連接(jiē)部件
　　過程(chéng)連接部件(jian)主要是指(zhǐ)2個1/4NPT的取壓(yā)閥、五閥組(zu)以及引✨壓(ya)管路。雙🔞變(bian)量變送器(qì)(DVS)底部采用(yong)NPT内螺紋連(lián)接孔💃🏻闆上(shang)的引壓管(guan)。上、下遊管(guǎn)線通常連(lian)接到孔闆(pan)的高、低壓(ya)側。由于連(lian)接部件均(jun1)爲長🔆期接(jiē)觸🌈高含硫(liu)化氫天然(rán)氣的部件(jian)，且天然氣(qi)爲濕氣，故(gu)不同于-般(bān)的天然氣(qì)計量場🈲合(hé)。普光氣田(tian)現場的取(qǔ)壓閥、五閥(fa)組和🈚引壓(yā)管均采用(yong)哈氏合金(jin)材質，且連(lian)接部件的(de)孔徑較大(da)，如引壓管(guan)路内徑爲(wèi)12 mm,以防止沉(chén)積的單質(zhì)硫等雜質(zhì)堵塞引壓(yā)管路。
3誤差(chà)分析
　　普光(guāng)氣田實際(ji)生産中，天(tiān)然氣外輸(shu)計量采用(yòng)的标♈準孔(kǒng)闆🏒流🚶量🥰計(ji)存在計量(liang)不穩定、讀(dú)數偏差較(jiao)大等問題(tí)，各集氣站(zhàn)場的天然(rán)氣外輸計(jì)量總和與(yǔ)集氣總站(zhan)分線外輸(shu)總計量存(cún)在輸差問(wen)題🔞。針對這(zhè)一實💃際情(qíng)況，從軟件(jian)和硬件2方(fāng)面展開分(fèn)析。
3.1軟件問(wen)題産生的(de)計量數據(jù)誤差
　　采用(yong)标準孔闆(pan)流量計測(ce)量天然氣(qi)流量，其流(liú)量值與天(tian)然氣🛀🏻組分(fèn)、壓差、壓力(li)和溫度等(deng)參數有關(guan)。流量測量(liàng)♻️系統🏃🏻若未(wèi)㊙️能嚴格按(àn)計量标準(zhǔn)要求配置(zhì)相應的測(ce)量儀表，流(liu)量計算時(shi)氣體壓力(li)、溫度和天(tiān)然氣組分(fen)的變化未(wèi)能得到完(wán)全補償，則(ze)會造❗成流(liu)量計‼️精度(du)下降，形成(cheng)測量誤差(chà)。檢查普光(guang)氣田現場(chang)使用👌的流(liú)量計算機(jī)計算軟件(jiàn)，其符合國(guo)家标準，測(ce)量系統完(wan)全滿足标(biāo)準孔闆流(liú)量計計量(liàng)标準，其測(ce)量誤🆚差基(ji)本可以忽(hū)略不計，所(suo)以在采用(yòng)的🎯計量标(biāo)準方面，普(pu)光氣田現(xiàn)場使用⭕标(biao)準孔📱闆流(liu)量計符合(he)要求，不是(shì)産生誤差(chà)的原因。
　　标(biāo)準孔闆測(ce)量是通過(guò)節流取壓(yā)差，引壓管(guǎn)高壓側爲(wèi)靜壓，軟件(jian)✍️根據靜壓(ya)、壓差、溫度(dù)、氣體組分(fen)、孔闆孔徑(jing)和管徑等(děng)參❄️數計算(suan)流量計值(zhí)。在軟件中(zhōng)可以對這(zhe)些參數進(jìn)行👣設置，若(ruò)其中有-一(yī)個參數不(bu)準确，都會(hui)引起流量(liàng)不準确。現(xian)場通過☎️流(liu)量計配置(zhi)軟件檢查(chá)各流量計(jì)參數的配(pei)置☀️情況，設(she)置值均與(yǔ)現場實際(ji)情況相符(fú)。同💰時，根據(jù)現場采🚶集(jí)到的溫度(dù)、壓力、壓差(chà)及軟件中(zhōng)配置的管(guǎn)徑、孔徑等(děng)參數，然後(hòu)根據國際(jì)計量标準(zhǔn)AGA8氣體壓縮(suō)因子計算(suan)方式計算(suàn)出的流量(liang)與流量✉️計(ji)測量值非(fēi)常接近，若(ruo)以上有任(ren)何參數設(shè)置不正确(què)，就會造成(chéng)氣💛體計量(liang)不準确🌈[4-5]。随(sui)着高含硫(liu)氣田的開(kāi)發，氣體中(zhōng)硫化氫含(hán)量不斷增(zeng)布，想成氣(qi)體計量誤(wu)差不斷增(zēng)大,通過及(ji)時更新氣(qi)體組分數(shu)據，基本📐保(bao)證了氣體(ti)流量計量(liàng)✂️的準确✍️性(xìng)。
3.2硬件問題(ti)産 生的計(ji)量數據誤(wù)差
　　現場生(shēng)産實踐表(biao)明，标準孔(kǒng)闆流量計(jì)會因爲标(biāo)準孔闆、五(wu)閥組、引壓(yā)管路等硬(yìng)件出現異(yì)常，導緻流(liu)量計量🔞不(bu)準🏒确，“下 面(mian)分别進🔞行(hang)分析。
3.2.1标準(zhun)孔闆
　　對孔(kǒng)闆進行研(yan)究後發現(xian)，普光氣田(tián)生産現場(chang)85%以上的♊标(biāo)準孔闆均(jun1)受到了不(bú)同程度的(de)刮傷、變形(xing)，觀察🚶‍♀️上、下(xià)遊直🚶‍♀️管段(duan)，管道内壁(bi)沉積了大(dà)量的單質(zhì)硫，導闆周(zhōu)圍出現腐(fu)蝕、碳化，且(qie)有雜🌈質附(fu)着。
　　普光氣(qì)田現場作(zuo)業較多，關(guan)井之後重(zhòng)新開井的(de)過程比較(jiao)迅速，造成(cheng)孔闆受天(tiān)然氣的強(qiáng)力沖蝕或(huò)機械磨損(sǔn)而産生劃(hua)傷、變形，孔(kǒng)闆的光潔(jie)度下降，入(rù)口的尖銳(ruì)程度變圓(yuan)，使其圓弧(hú)半徑不能(néng)🌐滿足标準(zhun)要求，使得(dé)計量數據(ju)比實際流(liú)量偏低;孔(kong)闆閥和直(zhi)管㊙️段内部(bù)附着單質(zhi)硫之後，氣(qì)體不能形(xing)成穩定的(de)牛🧑🏾‍🤝‍🧑🏼頓流體(ti)，造成計量(liàng)誤差;孔闆(pan)在天然氣(qi)沖擊過❄️程(cheng)中，不同程(cheng)度🥰地産生(shēng)了偏心，同(tóng)時導闆⚽周(zhōu)圍出現的(de)腐蝕、碳化(huà)和雜質沉(chén)澱等因素(sù)，也會嚴重(zhong)影響流量(liàng)計量的準(zhǔn)确🈲性。通過(guò)嚴格執行(hang)操作規程(chéng)，按照操作(zuo)步✊驟平穩(wěn)操作，确定(dìng)開井方式(shi);同時定期(qī)清💁洗孔闆(pǎn)閥、計量直(zhí)管段🈲等方(fāng)式可以✌️有(yǒu)效解決上(shàng)述問題。普(pǔ)光氣田某(mǒu)集氣站氣(qì)體流量計(ji)量不準确(que)，誤差很大(dà),通過拆卸(xiè)孔闆閥和(he)直管段，發(fā)現内部有(yǒu)🔞許多單質(zhi)硫沉積。清(qīng)洗孔闆閥(fá)和直管段(duan)後，氣體流(liu)量恢複正(zhèng)常。
3.2.2 五閥組(zu)
　　在生産過(guò)程中，需要(yao)定時對孔(kǒng)闆流量計(jì)進行排污(wu)。通過對 五(wǔ)閥組 進行(hang)解體檢查(cha),發現内部(bu)存在單質(zhì)硫等雜質(zhì)，造成五♊閥(fá)組中的🤩平(ping)衡閥關不(bú)嚴，形成内(nei)漏，影響孔(kǒng)闆流量計(ji)💚的上、下遊(yóu)取壓，導緻(zhi)壓差信号(hao)變小，儀表(biǎo)計量偏低(dī)。此類問題(tí)🐉可通過🍓清(qīng)洗或更換(huan)新的五閥(fá)組得以解(jiě)決。
3.2.3 儀表引(yǐn)壓管路
　　普(pǔ)光天然氣(qì)會析出單(dān)質硫，單質(zhì)硫在引壓(ya)管路中沉(chén)積、固化，會(hui)💞引起引壓(ya)管路堵塞(sāi)，不能正常(chang)取壓，孔闆(pan)流量計不(bu)能及時得(dé)到正确的(de)靜壓和壓(ya)差,從而造(zào)成計量偏(piān)差。前期在(zài)普光氣田(tian)現場生産(chan)過程中經(jing)常出現流(liú)量計示值(zhí)長期不變(biàn)化的情況(kuàng)。對此,采🌈取(qǔ)在孔闆流(liu)量計引壓(yā)管線、五閥(fa)組等部位(wèi)安裝電💯伴(bàn)熱裝置的(de)辦法，減少(shǎo)單質硫✏️在(zài)引壓管路(lu)中的析出(chū)、沉積，防♻️止(zhi)引壓管路(lù)堵塞。同時(shi)定期對引(yǐn)壓管路進(jin)行放空、清(qīng)洗，确保引(yin)壓管路不(bú)堵塞🥵。
4結束(shu)語
　　由于普(pǔ)光氣田氣(qi)質的特殊(shu)性，前期生(sheng)産過程中(zhōng)更多的關(guān)注在選材(cai)和防腐方(fāng)面，對造成(cheng)計量偏差(cha)的因素估(gū)計📱不足，導(dao)緻計量偏(pian)差較大;後(hòu)期采取設(she)定🚶正确的(de)計算參數(shù)，定期清洗(xǐ)孔闆閥、五(wǔ)閥組和引(yǐn)壓管線等(deng)措施後，圓(yuán)滿解決了(le)計量偏差(chà)問題。總體(tǐ)而🌈言，類似(si)普光氣田(tian)的工況使(shǐ)用标準孔(kong)闆流量計(ji)需注意以(yǐ)下問題:①設(shè)定正确的(de)流量計算(suàn)參數，及時(shí)修正氣體(ti)組💃🏻分參數(shu);②定期對🐇标(biāo)準孔闆進(jin)行檢查、清(qing)洗，發現問(wèn)題後及時(shí)更換;③定期(qi)對五閥組(zu)及其引壓(ya)管路進行(háng)排污驗漏(lòu)檢查，冬季(ji)氣溫下降(jiang)易發生凍(dòng)堵和硫沉(chen)積，需增加(jiā)排污次數(shu)。若發現五(wu)閥組及引(yin)壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻管路堵(du)塞，應及時(shi)清洗或♍更(gèng)📱換，保證其(qi)正常運行(háng)。

以上内容(rong)源于網絡(luo)，如有侵權(quan)聯系即删(shan)除!