摘要：根據(jù)差壓式孔(kǒng)闆流量計(ji) 的工作原(yuán)理及組成(cheng)，結合計量(liàng)天然氣的(de)實際情況(kuàng)🐉，分析了使(shǐ)用中誤差(chà)産生的原(yuan)因，提出了(le)改正或注(zhu)意事🍓項,對(dui)生産有-定(ding)🚩借鑒意義(yì)。
前言
　　孔闆(pǎn)流量計 結(jié)構簡單,操(cāo)作較方便(biàn),使用技術(shù)成熟,使得(de)其在管道(dao)⛹🏻‍♀️計量中得(dé)到廣泛應(yīng)用，根據調(diào)查,在超聲(sheng)波流量計(ji)使用之前(qian)，差壓式孔(kǒng)闆流量計(ji)在整個油(yóu)氣管道貿(mào)易結算中(zhong)占到了70%以(yi)上。随着儀(yi)表技術和(hé)計量技術(shù)的快速發(fa)展，許多新(xin)型計量設(shè)備得到廣(guang)泛應用，但(dàn)是孔闆流(liu)量計仍然(ran)是目前我(wǒ)國天🔞然氣(qi)管道計💞量(liàng)用得最多(duo)的計量設(shè)備，占整個(gè)貿易計量(liàng)的50%左右。
　　爲(wei)了規範孔(kong)闆流量計(ji)量，國家專(zhuan)門制定了(le)GB.2628和SY/T6143計量标(biāo)準,對計量(liang)系統進行(háng)了說明和(hé)要求，同時(shí),也出台天(tian)然📱氣場站(zhàn)儀表配👄備(bèi)指🈲南，對計(jì)量系統儀(yí)器儀表精(jīng)度等♉級進(jin)行了要求(qiu)❌。但是由.于(yú)孔闆流量(liàng)計量系統(tong)的結構特(te)點，決定了(le)會産生兩(liang)種誤差💯,一(yī)種是基本(běn)誤差,這是(shi)流量計本(běn)身🏃‍♀️所存在(zai)的誤差,第(dì)二種是附(fu)加誤差,是(shi)由于流量(liàng)計在使用(yong)時偏離了(le)标準條件(jian)産生的🌈。由(you)于人🌈爲操(cao)作的環節(jie)多，且天然(ran)氣這一物(wù)質的計量(liàng)是-種連🐪續(xu)的、不可重(zhong)複的計🌈量(liang),若不加以(yi)适時監控(kong),所引起的(de)計量附加(jiā)誤差相當(dāng)大,尤其當(dāng)天然氣作(zuò)爲商品進(jin)行貿易結(jie)算時，爲供(gòng)需雙方帶(dài)來不利影(ying)🤟響，本文分(fèn)析了産生(shēng)誤差的主(zhu)要原因😄,提(tí)出精心管(guan)理，細緻操(cao)作以減小(xiǎo)👨‍❤️‍👨計量誤差(chà)的重要性(xìng)。
計量原理(lǐ)
(1)差壓式孔(kong)闆流量計(jì)包括3部分(fèn):①現場取壓(ya)部分,包括(kuò)高級孔闆(pan)閥、前後直(zhí)管段、導壓(ya)管;②溫度、壓(ya)力、組分補(bǔ)償部分，包(bāo)括現🛀🏻場用(yòng) 溫度變送(sòng)器 、 壓力變(bian)送器 、天然(ran)氣組分分(fèn)析儀計量(liang)的實時數(shu)據;③流量計(ji)算部分，指(zhǐ)專用流量(liang)計算機(或(huò)計算儀)所(suǒ)安裝的計(jì)量标準程(chéng)序。
(2)在實際(ji)應用過程(chéng)中，當充滿(man)管道的流(liu)體流經管(guǎn)道㊙️内的節(jie)流件時，如(ru)圖1所示。
 
　　流線将(jiāng)在節流件(jian)處形成局(ju)部收縮，因(yin)而流速增(zeng)加,靜壓力(li)👨‍❤️‍👨降低🛀🏻,于是(shi)在節流件(jiàn)前後便産(chan)生了壓差(cha)。流體流♌量(liàng)愈大,産生(sheng)的壓差愈(yu)大，這樣可(kě)依據壓差(cha)來:衡量流(liu)量的大小(xiao)。這種計量(liang)方法是以(yi)流動連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定(dìng)律)和伯努(nu)利方程(能(neng)量🚩守恒定(dìng)律♈)爲基礎(chǔ)的。壓差的(de)大小不僅(jin)與流量還(hái)與其他許(xu)多☎️因素有(you)關，例如當(dang)節流裝置(zhì)形式或管(guǎn)道内流體(ti)的物理性(xing)質(密度、粘(zhān)度)不同時(shi),在同樣大(da)小的流量(liang)下産生的(de)壓差也是(shì)不同的。以(yi)伯努利方(fāng)程🔞式和流(liu)體流動的(de)連續性方(fang)程式爲依(yi)據,天然氣(qì)流量計算(suan)公式是:

　　根(gēn)據氣體易(yì)壓縮、密度(dù)差異大、受(shòu)溫度影響(xiǎng)大的特點(dian)，得出天然(ran)氣流量計(ji)量的實用(yong)公式是: 
式(shi)中:Qn一标準(zhun)狀态下氣(qi)體體積流(liú)量;
Ah一常數(shù),标況下爲(wei)0.008686;
ɑ0一特定流(liu)量系數;
Yre一(yi)計量管内(nèi)壁流量修(xiū)正系數;
bk一(yi)孔闆入口(kǒu)邊緣銳利(lì)度修正系(xi)數;
Fr一雷諾(nuò)數修正系(xì)數;.
ε一氣體(ti)膨脹系數(shu);
d-孔闆在20°C下(xia)實測的開(kai)孔口徑;
Fa一(yī)孔闆熱膨(peng)脹修正系(xì)數;
Fg一天然(ran)氣相對密(mì)度修正系(xi)數;
Fz一超壓(ya)縮系數;
Ft一(yī)流體流動(dong)溫度修正(zhèng)系數;
P1一孔(kong)闆上遊側(cè)絕對壓力(lì);
hw一氣體流(liu)過孔闆時(shi)的差壓。
誤(wù)差因素分(fen)析及技術(shù)要求
1基本(ben)誤差
(1)由計(ji)量裝置本(běn)身精度所(suǒ)決定的誤(wù)差。由于孔(kong)闆流量計(ji)測🔞得的流(liú)量是根據(ju)差壓信号(hao)間接求得(de)的。從公式(shi)可以看出(chu),影響計量(liàng)精度的主(zhu)要因素是(shì)ɑ、F、ε等值。必須(xu)保持ɑ、F、ε均爲(wèi)恒定值，才(cai)能達到差(chà)壓和流量(liàng)之間有恒(heng)定的對應(yīng)關系。但在(zai)實際生産(chǎn)中,ɑ、F、ε都與某(mǒu)些因素有(yǒu)關，特别是(shì)流量系數(shù)ɑ,它是一個(ge)影💛響因素(su)複雜，變化(hua)範圍大的(de)🔴重要系數(shù),如果在計(ji)量過程中(zhōng)不能保證(zhèng)ɑ爲恒定值(zhí),則計量誤(wù)差将會較(jiào)大。
　　 從資料(liào)和實驗證(zhèng)明,流量系(xì)數ɑ值與取(qǔ)壓點位置(zhi)、孔🍉闆🔱的開(kai)孔截面積(ji)和管道截(jie)面積比(m=d/D).雷(léi)諾數、管壁(bì)粗🔴糙度、孔(kǒng)闆入口邊(biān)緣尖銳度(dù)有關。所以(yǐ),标準孔闆(pǎn)的選用應(ying)🌍符合下列(lie)技術要求(qiu):
●孔闆相對(dui)于開孔直(zhi)徑d的軸線(xiàn)中心對稱(chēng);
●孔闆.上遊(you)端面A應于(yú)下遊端面(miàn)B平行,并且(qie)與開孔直(zhí)徑d的軸線(xian)垂直;
●孔闆(pan)A面、B面應無(wu)可見的損(sǔn)傷;
●孔闆開(kai)孔直徑d的(de)上遊測直(zhi)角入口邊(bian)緣G應銳利(lì),無毛刺和(hé)劃痕。
●孔闆(pan)開孔直徑(jing)d的内圓柱(zhù)表面長度(du)e應符合:0.005D≤e≤0.02D;
●孔(kǒng)闆的厚度(du)應符合:e≤F≤0.005D;
●孔(kǒng)闆下遊側(ce)出口邊緣(yuan)H和孔闆開(kāi)孔圓柱形(xíng)下遊側出(chu)口邊緣I應(yīng)無毛刺、劃(huà)痕和可見(jian)損傷;
●标準(zhun)孔闆在使(shǐ)用過程中(zhōng)，會由于天(tiān)然氣的侵(qīn)蝕而産生(sheng)變形，從而(ér)引起流量(liang)系數增大(da)而産生計(jì)量誤差。因(yin)此孔闆的(de)材質也是(shì)保證孔闆(pǎn)工作可靠(kao)和計量正(zhèng)确的一一(yi)個因素。用(yòng)于天然氣(qi)計量的孔(kǒng)闆采制一(yi)般爲:Cr17、1Cr18Ni9TiC以及(ji)其他耐酸(suān)鋼。
(2)變送器(qi)和流量顯(xiǎn)示儀表的(de)精度對整(zhěng)套流量計(ji)系統的精(jing)度也🔅很重(zhòng)要。目前,變(biàn)送器大多(duō)數采用的(de)都是4-20MA信🤞号(hào),顯示儀表(biao)采用數字(zì)信号，隻要(yào)變送器現(xian)場㊙️安裝和(hé)系統接地(dì)沒有問題(tí)，整個系統(tong)誤差不會(hui)受到影響(xiang)。爲了減小(xiao)誤差，标準(zhun)明确了配(pei)套儀表的(de)技術要求(qiu),設計☀️和使(shǐ)用單位可(ke)以參考(見(jian)🐉表1)。
 
(3)流量積(jī)算部分之(zhi)間的誤差(cha),當溫度、壓(yā)力、差壓、組(zǔ)分等數據(jù)傳到流量(liàng)積算器後(hou)目前,積算(suàn)器結合已(yǐ)經輸入的(de)節流裝🌈置(zhì)基💁本信息(xi)計算流量(liàng)，積算器所(suǒ)安裝的計(ji)量标準程(cheng)序主🌍要有(yǒu)SY/T6143标準、AGA.3标準(zhǔn)、ISO5167标準，在計(jì)量🔴參數-緻(zhi)的💃情況下(xia)，通過幾個(gè)标準換算(suan)出的中間(jiān)參數和最(zui)終的計量(liang)結果不超(chāo)過萬分之(zhī)一。
2附加誤(wù)差
如果儀(yi)表的制造(zao)、選型都嚴(yán)格按照标(biao)準執行，而(er)在安裝和(hé)使用🚩過程(cheng)中，沒有嚴(yan)格遵守技(jì)術要求執(zhí)行,就會造(zào)成附加誤(wu)差🙇‍♀️,這種🛀🏻誤(wù)差的大小(xiao)是無法估(gu)計的。但是(shì)通過對造(zào)成誤🧑🏾‍🤝‍🧑🏼差因(yin)素的分析(xī),可以将誤(wù)差降低。孔(kǒng)闆計量系(xì)統安裝使(shǐ)用時，必須(xu)符合下列(liè)技術要求(qiú):(1)孔闆安裝(zhuang)時，他的開(kai)孔中心和(hé)管道中心(xīn)軸❌線同心(xīn)，而且它⁉️的(de)端面與管(guǎn)道軸線垂(chuí)直。
(2)孔闆上(shang)、下遊側取(qǔ)壓孔軸線(xiàn)符合距孔(kǒng)闆上、下遊(you)端🧑🏽‍🤝‍🧑🏻面的距(jù)離爲25.4±0.8mm的要(yào)求(目前國(guo)内絕大部(bu)分取壓方(fang)式采用法(fa)蘭取壓)。
(3)取(qu)壓孔的軸(zhou)線應與孔(kǒng)闆上下遊(you)側2D計量管(guan)長度的内(nèi)圓柱的軸(zhou)線垂直，取(qǔ)壓孔的軸(zhóu)線與孔闆(pǎn)兩端面向(xiang)外傾斜角(jiao)的夾角不(bú)大🏃🏻‍♂️于3度。取(qǔ)壓孔直徑(jìng)不應大于(yu)0.08D。
(4)孔闆安裝(zhuāng)需要前後(hòu)直管段,直(zhí)管段的長(zhang)度必須滿(man)足标準要(yao)求，必要時(shi)安裝整流(liu)器。
(5)導壓管(guan)應采用耐(nai)腐蝕材料(liao),其内徑不(bu)小于6mm,長度(dù)最好在16mm以(yǐ)内🔞,導壓管(guan)應垂直或(huo)傾斜敷設(she),起傾斜度(du)不🧡小于1:12.
(6)計(ji)量氣體溫(wēn)度的溫度(dù)計最好安(an)裝在孔闆(pan)下遊側直(zhi)管段以外(wai)的地方，計(ji)算氣量時(shí)應将此時(shí)所測的氣(qi)流溫度換(huàn)算成孔闆(pǎn)上遊側的(de)氣流溫度(du)，如果溫度(du)計安裝在(zài)孔闆上遊(you)側，則溫度(dù)計套管與(yu)孔闆之間(jian)的直管段(duan)長度L應滿(mǎn)足下列規(guī)定:
當溫度(du)計套管直(zhi)徑不大于(yu)0.03D時(D爲計量(liang)管内徑),L≥5D;
當(dang)溫度計套(tào)管直徑在(zai)0.03D至0.13D範圍内(nei)時(D爲計量(liàng)管内徑💰),L≥20D。
結(jié)束語
除了(le)技術要求(qiú)之外，孔闆(pan)節流裝置(zhi)在長期運(yùn)行後，節流(liu)裝置容易(yi)産生堵塞(sāi)、結垢、磨損(sun)、腐蝕等現(xiàn)象,這些都(dōu)會帶來附(fu)加誤差,同(tóng)時由于受(shou)溫度等因(yīn)素的影響(xiǎng),變送器接(jie)⛷️頭容易産(chǎn)生洩漏,造(zào)成壓力(或(huo)差壓)損失(shi)，使用🍓者必(bì)須根據計(jì)量介質的(de)情況确定(dìng)檢查🤞周期(qi)。

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