摘要(yao)：天然氣生(shēng)産與貿易(yì)計量中仍(reng)然大量采(cǎi)用标準孔(kǒng)闆流量計(ji) ，其在實際(ji)應用中需(xū)要規範操(cao)作、嚴格管(guan)理才能确(què)🐆保計量的(de)📱有效和準(zhǔn)确。重點介(jiè)紹标準孔(kǒng)闆流量計(jì)在實🤟際應(yīng)💋用及日常(cháng)管理中的(de)注意事項(xiàng)。
一、引言
　　标(biao)準孔闆流(liu)量計是天(tian)然氣行業(yè)中使用最(zui)多，并已标(biao)準化的檢(jiǎn)測元件,在(zài)嚴格按标(biāo)準制造、安(an)裝和使♈用(yong)的條件下(xia),無需進行(hang)實流檢定(dìng).也能在已(yǐ)知的不确(què)定度範圍(wei)内進行流(liú)量測量。這(zhe)一突出的(de)優點使孔(kong)闆流量😍計(jì)在今後-定(dìng)時期内，仍(réng)将在天然(rán)氣流量計(jì)量中占有(yǒu)重要地位(wèi)。
二、孔闆計(jì)量選型及(ji)優缺點
1.孔(kǒng)闆流量計(jì)計量儀表(biao)選型
　　孔闆(pan)流量計 由(yóu)節流裝置(zhi)、導壓管路(lù)系統、差壓(ya)計組成,具(ju)有結構簡(jiǎn)單、制造容(róng)易,安裝、使(shi)用和維護(hu)方便,可靠(kao)性高等特(tè)點。一般正(zheng)常㊙️情況下(xia),其測量精(jīng)度能滿足(zú)GB/T2624-1993(流量測量(liàng)節流裝置(zhi)用‼️孔闆、噴(pen)🈲嘴和文丘(qiū)裏管測量(liàng)充滿圓管(guan)的流體流(liu)量(替代👄GB2624-1981))和(he)石油部SYL04-1983(天(tiān)然氣流量(liang)測量的✍️标(biao)準孔闆計(ji)✉️量方法.升(shēng)級爲SYT6143-1996)标準(zhun)的要求。使(shi)用孔闆流(liú)量計時各(ge)計量點的(de)主要區别(bié)在于二次(ci)儀表的❗選(xuǎn)型配制，最(zui)常見的有(you)兩種類型(xíng):--是采用雙(shuang)波紋管差(chà)壓計記錄(lù)靜壓、差壓(ya),求出靜壓(ya)和差💛壓的(de)全天平均(jun1)值,玻璃㊙️棒(bang)溫度計測(cè)量溫度,人(rén)工采樣的(de)平均值作(zuò)爲溫度值(zhí);二是 差壓(ya)變送器 與(yǔ)溫度、 壓力(lì)變送器 加(jia)智能計算(suan)儀，實現天(tian)然氣流量(liang)測量和計(jì)算的自動(dòng)控制及管(guan)理。雙波紋(wén)管差壓、靜(jing)壓記錄儀(yi)和玻璃棒(bàng)溫度計是(shi)機械式❌熱(re)工儀表,精(jīng)度差;并且(qie)需要人工(gong)求積來計(ji)算小時、日(rì)平均值、累(lei)積值🏃🏻,人爲(wei)涉及的因(yin)素太多,天(tiān)然氣的流(liu)量計算無(wú)法嚴格按(an)照标準執(zhi)行;而智能(neng)變送器則(ze)可以實現(xiàn)在線實時(shí)檢測積算(suàn),完全符合(hé)标準規定(ding)的數學模(mó)型和計算(suàn)方法。
2.孔闆(pan)流量計優(yōu)缺點
　　孔闆(pan)流量計按(àn)照是否可(ke)以帶壓更(gèng)換孔闆，分(fen)爲-體🌏式孔(kǒng)闆流量計(ji)和高級孔(kǒng)闆流量計(ji)(高級孔闆(pan)閥)。優點:原(yuán)理簡明,應(yīng)❗用技🧡術成(chéng)熟，容易掌(zhang)握;适應性(xìng)強,更換孔(kǒng)闆即可實(shí)現不同流(liú)量的測量(liang);性💞能穩定(dìng)可靠,使用(yong)壽命長;孔(kong)闆爲标準(zhun)節流件,标(biao)定方便簡(jian)單。缺✉️點:量(liàng)程比小,一(yī)-般爲3:1-5:1;壓力(li)損失較大(da);計量精度(du)受影響因(yin)素較多;前(qian)後直管段(duàn)要求長,占(zhàn)地面積大(da)🚶。
三、引起孔(kǒng)闆計量誤(wù)差的主要(yào)因素
1.計量(liang)儀表誤差(cha)
　　采用孔闆(pan)流量計,對(duì)孔闆加工(gōng)的技術要(yào)求十分嚴(yán)格,必須符(fú)🔆合⭐GB2624-1981或SY/T6143-2003(用标(biao)準孔闆流(liu)量計測量(liàng)天然氣流(liú)量)标準中(zhōng)的規👉定,否(fǒu)則,會給天(tiān)然氣流量(liàng)測量結果(guo)帶來很大(da)的誤差。孔(kǒng)闆🐅的偏心(xīn)和彎曲是(shi)孔闆的制(zhì)造安裝和(hé)使用中影(ying)響計量儀(yi)表精度的(de)主要因素(su)🤩,有關實驗(yàn)表明,孔闆(pǎn)彎曲造成(chéng)的最大✍️誤(wù)差爲3.5%。孔闆(pǎn)安裝盡管(guan)安裝規範(fàn)--般都能夠(gòu)掌握,但有(you)些細節往(wǎng)往沒有引(yǐn)🔅起重視🌏,導(dao)緻較大的(de)計量㊙️誤差(chà)。如密封墊(nian)🈲片内孔未(wei)按環室尺(chi)寸加工,墊(niàn)片伸出環(huán)室,幹擾流(liú)⭐體穩定流(liú)動:導壓管(guǎn)走㊙️向不合(hé)理,差壓無(wú)法順利傳(chuán)導;平衡器(qi)安裝水平(píng)精度低，直(zhí)接産生計(ji)量誤差等(deng)。
2.節流裝置(zhi)的突出物(wù)
　　節流裝置(zhi)中伸入管(guǎn)内的墊片(pian)焊縫等也(yě)會引起測(ce)量誤差,誤(wu)差大小與(yu)突出物位(wei)置、孔闆與(yu)突出物的(de)距離以及(ji)突出等有(you)💛關。有☔關實(shí)驗表明，當(dāng)β=0.7,突出物位(wèi)于孔闆上(shang)遊管❓徑2倍(bèi)時,産生誤(wu)差最大;若(ruò)突出物位(wèi)🈲于孔闆上(shàng)遊處,誤差(chà)爲16%-50%。若位于(yú)下遊，則對(dui)💚計量精度(dù)🌈的影響相(xiang)對較小。
3.使(shǐ)用條件變(bian)化引起的(de)誤差
　　這種(zhong)誤差主要(yào)是由脈動(dòng)流現象和(hé)超量程、流(liu)程頻繁波(bo)🚩動問題💯引(yin)起的。管道(dao)中氣體流(liú)速和壓力(lì)發生‼️突然(rán)變化🌈，造成(chéng)脈動流，引(yǐn)起差壓波(bō)動，當節流(liú)裝置上出(chū)現明顯的(de)脈動流時(shí),計量可能(néng)産🐪生較大(da)誤差，有關(guān)文獻指出(chū)脈動流引(yǐn)起的誤差(cha)最大可達(dá)20%-30%。此外,由于(yu)小用戶♌用(yòng)氣不均衡(héng)，氣量瞬間(jiān)發生急劇(jù)變化🏃,都會(huì)導緻差✏️壓(ya)波動。超量(liang)程問題大(da)多數是由(you)于季節不(bú)同,用量發(fā)生🚩變化引(yǐn)起的,冬天(tian)時流量大(dà)，夏天時流(liu)量小，有可(kě)能超🔞過所(suǒ)選儀表的(de)量程，從而(er)引起誤差(cha):同時,城市(shì)用氣而無(wú)調峰設施(shi)的計量裝(zhuang)置.當🛀流量(liàng)随時間頻(pín)繁波動時(shí),将會直接(jie)影響對天(tian)然氣計量(liang)的精度。
4.氣(qì)質條件引(yǐn)起的誤差(chà)
　　天然氣從(cóng)地層中采(cai)出來,雖然(ran)經過分離(li)、除塵或過(guò)⁉️濾🌍，但由于(yu)處理不徹(che)底或集氣(qi)管網和輸(shu)氣幹線内(nèi)腐蝕物的(de)影響，使得(de)天然氣中(zhōng)混有少量(liang)的液體或(huo)固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)易🐕聚集在(zai)👈孔闆截㊙️面(miàn)收縮流速(su)突變的孔(kǒng)口銳邊上(shàng)，而孔闆流(liú)🔞量計對孔(kong)闆銳邊、截(jié)面及流線(xian)的變化非(fēi)常的敏感(gan)。此外,天然(rán)氣中的雜(za)❤️質還會對(dui)孔⭐闆産生(sheng)沖刷和腐(fu)蝕,特别是(shi)對孔闆直(zhi)🔴角人口邊(biān)緣和測量(liàng)管内壁的(de)沖刷腐蝕(shi)特别嚴重(zhong)♍,這将影響(xiǎng)到孔闆直(zhi)角人口邊(biān)緣圓弧半(bàn)徑和測量(liang)管内壁相(xiàng)🍉對粗糙的(de)規🛀定标準(zhun),孔闆流出(chū)系數👌也将(jiang)發生變化(hua)，使測量精(jīng)度達不到(dào)要求。天然(rán)氣的含水(shui)量也對天(tiān)然氣計量(liang)精度有着(zhe)很大的影(ying)響。工程實(shi)🐅驗站用注(zhù)水後的孔(kong)闆流量計(ji)進行計量(liàng)得到了:①用(yong)孔闆流量(liang)計測量氣(qi)體流量,當(dang)氣體中📧央(yang)帶少量液(yè)💜體時,流量(liàng)測量不确(que)定度偏高(gāo),測量的濕(shi)氣流量随(suí)β的增加而(er)減少,在β比(bi)爲0.7時,測得(de)的流量偏(pian)差爲-1.7%;②當夾(jiá)帶少量液(yè)體♋時,在β比(bi)爲0.5時,表明(ming)孔闆性能(neng)較好，但是(shi)應将夾帶(dài)液🏃🏻體在孔(kǒng)闆上🐉遊脫(tuō)出,以獲得(de)最佳的計(jì)✉️量性能;③用(yòng)舊的孔闆(pan)流量計測(ce)量濕氣,流(liu)量計量值(zhí)将降低3%。
5.其(qi)他引起的(de)誤差
　　其他(tā)誤差因素(su)有管道洩(xiè)露、人爲破(pò)壞、管理不(bu)嚴、不合理(li)的積算🈲和(hé)取值方法(fa).計量:工況(kuang)偏離标準(zhǔn)規定條件(jiàn)♉。計算💔方法(fa)本身不合(he)理,對溫度(du)、壓力氣體(tǐ)組成的變(biàn)化沒有自(zì)🈚動補償等(děng)，也是引起(qǐ)天然氣計(ji)量誤差的(de)原因。特别(bie)是管道洩(xiè)漏引起的(de)誤差也相(xiàng)當大。例如(ru)，節流裝置(zhì)前後的差(cha)壓一般都(dōu)很小(0~60kPa),管道(dào)壓力🧑🏽‍🤝‍🧑🏻往往(wǎng)是它的幾(ji)十倍,如發(fā)生導壓管(guan)洩漏或堵(dǔ)塞,不僅給(gei)計量帶來(lái)誤差,而且(qie)會損壞差(cha)✂️壓變送器(qi)。輸氣系統(tong)的洩漏有(yǒu)3種類型:偶(ǒu)然性洩漏(lòu)、長期🔞性洩(xiè)漏和普通(tōng)運行洩漏(lou)。偶然性洩(xiè)漏是指由(you)于輸氣系(xì)統在長期(qī)運行過程(cheng)中的腐蝕(shí)和輸配設(shè)備安⛱️裝不(bu)當或🐕設備(bèi)發生故障(zhàng)所導緻的(de)洩漏。長期(qi)性洩漏是(shì)由于🐪輸配(pei)氣站本身(shen)工藝設計(ji)🈲的不合理(lǐ)或設備質(zhi)量不好導(dao)緻的💞洩漏(lou)。普通運行(hang)洩漏是指(zhi)由于某些(xie)站場管部(bù)件本身設(she)計不🌈當造(zào)成腐蝕從(cong)而引發的(de)洩漏,輸氣(qi)系統的洩(xiè)漏絕大部(bu)分屬于偶(ǒu)然性洩漏(lòu)。造成輸氣(qi)系統發生(sheng)洩漏的主(zhu)要原因包(bao)括:輸💁氣管(guan)道和部件(jiàn)長期暴露(lù)于酸性氣(qi)體環境中(zhong)，造成硫⭕化(huà)氫腐蝕;天(tiān)然氣中的(de)HS.CO2等酸㊙️性氣(qi)體和H20、O2等組(zǔ)分達不到(dào)輸氣🐆系統(tǒng)對氣質的(de)要求造成(chéng)輸氣管道(dao)和部件内(nèi)壁腐蝕;輸(shu)氣管道制(zhì)管質量差(chà)導緻管道(dào)螺旋焊縫(féng)的斷💞裂;輸(shū)氣管道🏃🏻‍♂️和(hé)部件安裝(zhuang)和焊🍓接質(zhì)量差導緻(zhi)管道環🔞行(háng)焊縫和管(guǎn)、件之間焊(hàn)縫的斷裂(lie)等等💛。
四、消(xiao)除計量誤(wù)差的改進(jin)措施
1.孔闆(pan)加工及安(ān)裝
　　嚴格按(an)照标準加(jiā)工孔闆,正(zheng)确安裝,合(hé)理選擇壓(ya)差量⁉️程👉嚴(yan)🐅格按照GB2624-1981或(huò)SY/Y6143-1996标準中的(de)規定加工(gong)孔闆。孔闆(pǎn)節流裝置(zhi)在使用前(qián)的🔅安裝🏃‍♀️中(zhong)應按照标(biāo)準安裝設(she)計,根據孔(kong)闆前阻力(li)件形式配(pèi)接足夠長(zhang)度的直管(guan)段，一般應(yīng)至少前30D。當(dang)場地不允(yǔn)許時,必須(xū)在孔闆前(qian)的直管段(duan)上安裝整(zheng)流器。孔💔闆(pan)人口端面(miàn)🙇‍♀️必須與管(guǎn)道🈲線垂直(zhi),其偏差🙇🏻不(bu)能超過10。安(an)裝時孔闆(pǎn)嚴禁反向(xiang)，要正确使(shi)用和選擇(ze)壓差計，當(dang)壓差計工(gōng)作量程在(zài)30%以下時,必(bi)須及時更(geng)換壓差計(ji)的量程或(huo)孔闆規格(gé)。法蘭取壓(ya)時β值應在(zai)0.2~0.75,角接取壓(yā)時🌏β值應在(zài)0.4-0.6。
2.氣流脈動(dòng)誤差消除(chu)
　　消除脈動(dòng)流,減小脈(mo)動影響,合(hé)理解決超(chao)量可以采(cai)㊙️用以下方(fang)❓法消除脈(mò)動流.減小(xiao)脈動流的(de)影響。
(1)采用(yong)分離除塵(chen)器加強氣(qì)水分離;從(cóng)管線中除(chú)去遊離液(yè)體,及時吹(chui)掃排出管(guan)道内積液(yè),确保天然(rán)氣計量準(zhun)确性。
(2)控制(zhi)計量管段(duàn)下流閥。實(shi)踐證明，控(kong)制下流閥(fá)能有效的(de)抑制脈動(dòng)流,同時對(duì)各類脈動(dong)源引起的(de)壓差波動(dong)都有抑制(zhi)作用。
(3)加裝(zhuang)緩沖罐或(huo)設置專門(mén)]脈動消減(jiǎn)器，抑制脈(mò)動源💋引起(qi)的差壓波(bō)動;提高差(chà)壓和孔徑(jìng)比;安裝調(diào)壓閥👨‍❤️‍👨穩定(ding)輸出壓力(li),從而減小(xiǎo)脈動對計(ji)量的影響(xiǎng)。
(4)在滿足計(jì)量能力的(de)條件下,應(yīng)選擇内徑(jìng)較小的測(cè)量管♉，使🔞Apβ在(zài)比較高的(de)雷諾數下(xià)運行。
(5)采用(yòng)短引壓管(guan)線,盡量減(jian)少引壓管(guǎn)線系統中(zhōng)的阻力件(jiàn),并使上下(xia)遊管線長(zhang)度相等，以(yi)減少系統(tǒng)中産生諧(xié)振和壓力(lì)脈動振幅(fu)的增加。
五(wu)、孔闆計量(liang)參數的上(shàng)傳及流量(liàng)計算
　　現場(chang)安裝孔闆(pan)閥,差壓變(bian)送器， 溫度(dù)變送器 ,壓(yā)力變送器(qì)。控制室内(nei)站控PLC系統(tong)有專用的(de)計量模塊(kuài)，可讀取其(qí)他模拟量(liàng)模闆采集(jí)的流量相(xiang)關參數，包(bao)括👉差壓、壓(yā)力、溫度，完(wan)成對流量(liang)的計算,溫(wēn)度壓力💯補(bǔ)償,這種方(fang)式在控制(zhì)成本的同(tong)時可保證(zheng)一定的精(jīng)度;控制室(shì)内有1746系列(lie)PLC，模拟量采(cai)集模闆1746-NI8負(fu)責采集🈲差(cha)壓、壓力、溫(wēn)度。MVI46-AFC流量計(jì)算機模闆(pǎn),支持8路流(liu)量計量🐇,流(liú)量累積。PLC處(chu)理器将I/0模(mó)闆采集的(de)差壓、壓力(li)、溫度數據(ju)通過槽架(jia)背闆傳給(gei)MVI46--AFC，完🐅成流量(liang)的計算後(hòu)再通過背(bèi)闆将結果(guo)傳給處理(li)器,供PLC邏輯(ji)程序使用(yòng)、工控機顯(xian)示或上傳(chuán)SCADA系統。
六、孔(kǒng)闆流量計(ji)日常管理(lǐ)
(1)加強日常(cháng)管理，對參(can)數進行合(hé)理修正在(zai)日常生産(chan)中應🔴定期(qī)對孔闆進(jìn)行清潔、維(wéi)修或撒換(huan)并且對測(ce)量流💃🏻量進(jin)行修正,在(zai)孔闆流量(liang)計日常使(shi)用過程中(zhōng)🌈,要确保準(zhǔn)确的計量(liang),應🍓至少每(mei)月--次清洗(xǐ)檢測孔闆(pǎn)✂️、檢查儀表(biǎo)零點.儀表(biǎo)❤️D/A轉換通道(dào)核對流量(liàng)計算程序(xù),對有坑蝕(shi)及劃痕的(de)孔闆應及(jí)時更換。從(cóng)節流裝置(zhì)不确定度(du)的📐計算公(gong)式可以看(kan)出,天然氣(qì)的壓🤟力、密(mi)度、溫度和(hé)壓縮系數(shù)的變化将(jiāng)直接影響(xiǎng)到測量的(de)精度。因此(cǐ),應該選擇(zé)💃🏻合适的儀(yi)表來測✨量(liang)天然氣的(de)☂️壓力、密度(dù)溫度等特(tè)性✊參數。
(2)孔(kǒng)闆流量計(ji)測量範圍(wei)一般爲3.5:1,而(er)實際工況(kuang)并不都💰在(zai)此範圍,一(yi)旦超過測(cè)量範圍，必(bì)将引起測(ce)量誤差。孔(kǒng)闆差壓變(biàn)送📞器差壓(ya)範圍應控(kòng)制在其量(liàng)程的10%以内(nei)，例如,差壓(ya)變送器量(liang)程爲0-60kPa,日常(cháng)計量中差(chà)壓工作範(fàn)圍應保持(chi)在6kPa~54kPa,如超出(chu)該量程範(fàn)圍将影響(xiang)計量精度(dù)。
(3)根據場站(zhàn)下遊用戶(hù)用氣量的(de)不斷變化(hua)，提前加工(gong)👄制作不同(tóng)規格孔闆(pan),每塊孔闆(pǎn)都可以計(ji)算出對應(yīng)流量範圍(wei),場站可根(gen)據氣量變(bian)化及時更(gèng)換孔闆。以(yi)此實現節(jiē)流裝置産(chan)品系列化(hua)🆚、标準化🏒,有(you)利于提高(gāo)節流裝置(zhi)計量的精(jīng)度。
(4)定期檢(jiǎn)查孔闆導(dao)壓管是否(fou)存在鏽蝕(shí),觀察導壓(yā)管是否有(you)堵塞、洩漏(lòu)等現象,--旦(dàn)發現立即(jí)整改,以确(què)保計量精(jīng)度。
(5)場站值(zhi)班人員定(ding)期檢查孔(kǒng)闆流量計(ji)的差壓、壓(yā)力、溫度變(biàn)🥵送💘器現場(chang)工作是否(fǒu)正常，控制(zhi)室上傳參(can)數及現場(chang)顯示是否(fou)一緻,孔☔闆(pǎn)瞬時流量(liàng)是否穩定(ding)等。這些都(dōu)是影響孔(kong)闆計量精(jīng)度的主要(yào)因素。

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