[摘要]現場使(shi)用的孔闆流量計(ji) 在孔闆清洗時無(wu)法計量天然氣流(liú)量，計量的公平、公(gōng)正性🥰無法得到保(bao)證。實際生産中常(chang)通過經驗方法進(jin)行估算，未引入✔️進(jìn)行補償，國家相關(guān)标準也未說明是(shi)否需要進行流量(liang)補償以及補償的(de)方法。通過對孔闆(pǎn)流量計的工作原(yuán)理及清洗維護時(shi)天然氣流态的分(fen)析，在現場采用孔(kong)闆流量計并聯和(hé)孔⛱️闆流量計與超(chāo)聲波流量計串聯(lian)兩種方式，對♍孔闆(pǎn)🛀清洗期間的天然(ran)氣流量✔️進行比對(dui)。結果表明全年🔞清(qing)洗48次，則估算流量(liàng)與實際流量相差(chà)約🌍3.4x10m3。結論如下:(1)管道(dao)内孔闆的存在與(yǔ)否，對管道内天然(ran)氣流動有較大影(ying)響:(2)孔闆清😍洗期間(jian)實際流量和經驗(yàn)估算量有較大差(cha)值:(3)孔闆流量計清(qīng)🧡洗期間進行流量(liàng)補償🆚是必要的。
　　标(biao)準孔闆流量計是(shi)一種非常成熟的(de)流量計,在多🔞年⭕的(de)試驗⁉️和使用過程(chéng)中積累了大量的(de)數據和經驗，以其(qí)耐高壓，安裝使用(yòng)維護方便等諸多(duo)優點在我國天然(ran)氣計量中占有主(zhu)導地位叫。随着國(guó)家重🈲點工程西🌈氣(qi)東輸管🐆道的全線(xian)♻️通氣,我國天然氣(qi)的應用開始了一(yī)個新的裏程。天然(rán)氣管道的迅速發(fa)展，要求對天然氣(qì)流量進行更加正(zhèng)确的計量。天然❌氣(qì)在生産集輸過程(cheng)中，天然氣氣質中(zhong)含有從地下帶出(chū)的油水及砂粒粉(fěn)塵，因此，天然氣🔞在(zài)高速流動中不斷(duan)沖刷管道和設備(bei)，将會在孔闆表面(mian)沉積大量污物，使(shǐ)天然氣流量計量(liang)嚴重偏離正常值(zhi)，必須通過周期性(xìng)清洗孔闆來糾正(zheng)偏差。而在孔闆流(liú)量👌計清洗過程中(zhōng)，由于沒有孔闆節(jiē)流，計量将停止，累(lei)積也就終止，而清(qīng)洗孔闆時，又不能(neng)停止㊙️供給天然氣(qì),孔闆清洗期✌️間的(de)天然氣流量無法(fǎ)正确獲得。現✊行國(guo)家标準GB/T21446-2008《用标準🥵孔(kong)闆流量⛷️計測量天(tian)然氣流量》規定了(le)在天然氣輸送過(guo)程中的流量計✊算(suan)公式，但無孔闆流(liú)量計清洗期間的(de)流量計算公式🌈,也(yě)未說明孔闆流量(liang)計清洗期間是否(fǒu)需要🔱進行流量補(bǔ)償以及如何補償(chang)。
1孔闆流量計清洗(xǐ)期間流量補償現(xiàn)狀
　　在實際工作中(zhōng),孔闆流量計清洗(xi)期間流經的天然(rán)氣流量一般通過(guò)經驗方法進行估(gū)算，未進行流量補(bǔ)償。主要采用以下(xià)三種方式估算:
第(di)一種:記錄孔闆清(qīng)洗前n(n<=20)分鍾的每秒(miǎo)平均量，再記錄清(qing)洗過程中的時間(jiān)，即累積秒數，孔闆(pan)清洗期間估算👨‍❤️‍👨的(de)流🔱量就是兩者的(de)乘積。
第二種:在孔(kong)闆清洗完畢後，從(cong)計量系統上電開(kāi)始計量起,采🥰集n(n<=20)分(fen)鍾的每秒平均量(liang)，孔闆清洗期間估(gū)算的流量就是每(mei)秒平均量與清洗(xǐ)孔闆過程中累積(ji)時間秒數的🈲乘積(jī)。
第三種:記錄孔闆(pan)清洗前n(n<=20)分鍾的每(mei)秒平均量，孔闆清(qing)洗結束,從⁉️計量系(xi)統上電開始計量(liang)起，再記錄n(n<=20)分⁉️鍾的(de)每秒平均量,然後(hou)将兩個平均量再(zài)做平均,孔💔闆清洗(xǐ)❌期間估算的流量(liang)就是最後的平均(jun)秒流量✨與清洗孔(kong)闆過程的時間秒(miǎo)累積的乘積💛。
　　通過(guo)經驗方法估算孔(kong)闆流量計清洗期(qī)間的流量,就是平(píng)均瞬時流量與孔(kǒng)闆清洗時間的乘(chéng)積。孔闆流量✨計清(qīng)洗期間，沒有節流(liu)件，流速将增加，除(chu)了利💘用平均瞬時(shí)流🔴量來估算，還需(xū)🛀不需要另外進行(háng)流量補償呢?在行(hang)業領域中主要☂️有(yǒu)兩種認識:一種認(ren)爲，孔闆流量計清(qing)洗時間短，天然氣(qi)在♋封閉管道中流(liu)動，流量變化很小(xiǎo)，無需補償💛;另一種(zhǒng)認爲，在孔闆☁️提出(chu)瞬間，流速增加，流(liú)量👉增大，應該補償(chang)。行業領域内的這(zhè)兩種觀點目前都(dōu)尚未得到有效實(shi)驗論證😄，無法準确(què)指導現場應😘用，因(yin)此，有必要通過理(li)論進行分析，并通(tong)過實驗來論證。
2孔(kǒng)闆流量計工作原(yuan)理
　　差壓式孔闆流(liú)量計 是基于流體(ti)流動的節流原理(lǐ)，利用流體流經節(jie)流🥵元件時産生🙇‍♀️的(de)壓力差與其流量(liàng)間的對應關系，通(tōng)過測量壓差實現(xiàn)對流量的測量。充(chong)滿管道的流體⭐，當(dang)它們🌈流經管道内(nèi)的節流裝置時，流(liu)束将在節流裝置(zhì)的節🍉流件處形成(cheng)局部收縮，從而使(shi)♍流速增加💰，靜壓力(lì)低，于是在節流件(jiàn)前後便産生了壓(ya)力降，介質流動的(de)流💃🏻量越大，在節流(liu)件前後産生的壓(ya)差就越大，所以孔(kong)闆流量計可以通(tong)過測量壓差來衡(héng)量流體流量的大(da)小。流體流動的流(liú)量越大🌂，在節流件(jian)前後産生的壓差(chà)就越🔆大，所以㊙️孔闆(pǎn)流量計可以通✔️過(guò)測量壓差來衡量(liang)流體流量的大小(xiǎo)。這種測量方✔️法是(shì)以能量守衡定律(lü)和流💞動連續性定(ding)律爲基準的。
　　孔闆(pan)以開孔銳利度來(lai)保證精度，對腐蝕(shí)、磨損、結垢、髒污敏(min)♉感，長❓期使用精度(dù)難以保證，在天然(ran)氣輸送中，孔闆大(da)量的接觸重烴、泥(ní)沙等，需經常拆下(xia)清洗。孔闆流🐉量計(ji)清⭐洗前與清洗期(qī)間天然氣流态見(jiàn)圖1、圖2。
 
　　GB/T21446-2008《用标準孔闆(pǎn)流量計測量天然(ran)氣流量》中，天然氣(qì)在标準參比條👌件(jian)下的體積流量實(shí)用公式爲:
 
式中:
qvn一(yī)天然氣在标準參(can)比條件下的體積(jī)流量;
Avn一體積流量(liàng)計量系數是采用(yòng)計量單位而定;
C一(yī)流出系數;
E一漸近(jin)速度系數;
d一孔闆(pan)開孔直徑，mm;
Fc一相對(duì)密度系數;
ε一可膨(péng)脹性系數;.
Fz一超壓(yā)縮系數;
FT一流動溫(wen)度系數;
P1一孔闆上(shang)遊側取壓孔氣流(liu)絕對靜壓，MPa;
△P一氣流(liu)流經孔闆時産生(shēng)的差壓，pa.
　　當孔闆流(liú)量計處于清洗過(guò)程中，孔闆被搖至(zhi)上閥腔後，此時無(wú)💋壓差△P産生,也就無(wu)法用此公式對天(tiān)然氣流量進行計(jì)🍓算。
3現場實驗
3.1并聯(lian)孔闆流量計比對(dui)實驗
　　從一個完整(zhěng)的計量支路來看(kàn)，隻要它與下遊之(zhi)間存在壓差,将孔(kong)闆提出計量管後(hou)，計量管段處于全(quán)通狀态，氣流通過(guò)的✨橫截面積驟然(ran)增加，由于缺少阻(zǔ)力元件孔闆的節(jiē)流作用，此時通過(guò)的天然氣流🛀速增(zēng)加，總量也會随之(zhī)增加7。
　　爲了論證這(zhe)個理論，選擇-一個(ge)上、下遊氣源相對(duì)穩定的計💯量💯點，站(zhan)場彙管上并聯安(ān)裝有兩條規格型(xing)💋号、工藝布🔴局完全(quan)相似的孔闆流量(liàng)計J1、J2(DN150,表壓3.2MPa)進行實驗(yan)(圖3、圖4)。
 
　　實驗方法:選(xuan)擇在上下午不同(tóng)時段，分别清洗J1和(hé)J2共💰做兩次實驗。清(qīng)洗孔闆流量計J1(J2)，在(zài)清洗過程中，J1(J2)由于(yú)🥵缺少😍阻力🤩元件孔(kong)闆的節流作用，彙(hui)管中絕大部分天(tiān)然氣流向J1(J2),J2(J1)瞬♌時流(liu)量(以下簡稱瞬量(liang))減少，而彙管總瞬(shùn)量(J1與J2的瞬量之和(hé))在孔闆流量計清(qing)📞洗前後基本穩定(ding)，通過⛹🏻‍♀️彙管總瞬量(liang)減去J1(J2)清洗期間J2(J1)平(ping)均瞬量，來推算出(chu)J1(J2)清洗期間流經JI(J2)的(de)天然氣大緻瞬量(liàng)✉️。利用天然氣大緻(zhì)瞬量🌈估算的流量(liang)，與按照經驗方法(fǎ)三☎️(清🈲洗前後20分鍾(zhong)平均🔴瞬時流量)估(gū)算的流量進行對(dui)🤟比。
3.1.1第一次實驗:清(qing)洗孔闆流量計JI(14分(fen)鍾)
(1)清洗孔闆流量(liang)計J1，清洗前、中、後J1、J2、總(zong)瞬量如表1所示。
 
　　從(cong)表1室驗數據可以(yǐ)看出，總瞬量在孔(kǒng)闆清洗前和清🏃‍♀️洗(xǐ)後
　　基本一緻，由此(cǐ)可推算J1清洗期間(jiān)瞬量qJ1及總流量QJ1:
J1清(qing)洗期間瞬量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清洗(xi)期間總流量QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量計J1,清洗(xǐ)前、後20分鍾J1瞬量如(ru)表2所示。
J1清洗期間(jian)瞬量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清洗期間總(zǒng)流量Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從第一次實(shí)驗可以看出，孔闆(pan)流量計J1清洗期間(jiān)的實際流量⭐約爲(wei)5723m3，利用經驗方法估(gū)算的流量爲3874m3，兩者(zhe)相差47.7%，1.48倍。
 
3.1.2第二次實(shi)驗:清洗孔闆流量(liàng)計J2(21分鍾)
(1)清洗孔闆(pan)流量計J2，清洗前、中(zhong)、後J1、J2、總瞬量如表3所(suǒ)示。
 
從表3實驗數據(ju)可推算J2清洗期間(jian)瞬量qJ2及總流量qJ2:
J2清(qīng)洗期間瞬量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清洗(xǐ)期間總流量QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清洗(xǐ)孔闆流量計J2,清洗(xǐ)前、後20分鍾J2瞬量如(ru)表4所示。
 
J2清洗期間(jian)瞬量qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清洗期間總(zǒng)流量QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第二次實(shi)驗可以得出，孔闆(pǎn)流量計J2清洗期間(jiān)的實際流量約☔爲(wei)13017m3,利用經驗方法估(gū)算的流量爲9953m3，兩者(zhe)相差30.8%，1.31倍。
3.2串聯孔闆(pan)流量計與超聲波(bo)流量計比對實驗(yan)
　　爲了進一步論證(zheng)在孔闆清洗期間(jian)應進行流量補償(cháng)，選擇㊙️一個無人值(zhi)守單井站，該站井(jing)口産量較小，場站(zhàn)工藝簡單，有孔闆(pan)流量計和超聲波(bo)流量計串聯，且兩(liang)套裝置的直徑、工(gōng)藝布局完全相似(sì)。.上遊爲高級孔闆(pǎn)閥，下遊爲超聲波(bo)流量計置，管🈲徑爲(wei)DN100，壓力爲2.5MPa,兩台裝置(zhì)相鄰不足20米。見圖(tú)5、圖6。
 
 
　　實驗方法:清洗(xǐ)上遊孔闆流量計(ji)，上、下午共清洗兩(liang)次，記錄在上遊孔(kǒng)闆流量計清洗期(qī)間，流經下遊超聲(sheng)波裝置的天然氣(qi)流量，推算清洗期(qi)間流經孔闆流量(liàng)計的天然氣流量(liang)⛹🏻‍♀️大緻範🧡圍。
3.2.1第一次(cì)實驗:清洗孔闆流(liú)量計16分鍾
(1)清洗孔(kong)闆流量計前、後20分(fen)鍾瞬量如表5所示(shì)。
清洗期間瞬量q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清(qīng)洗期間總流量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清(qing)洗孔闆流量計期(qī)間，下遊超聲波流(liú)量計累積流量如(ru)表6所示。
 
 
　　上遊孔闆(pǎn)流量計清洗期間(jian)流經下遊超聲波(bo)流量計的總流量(liang)Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從第一次實驗可(ke)以得出,孔闆流量(liang)計清洗期間的實(shí)際流量約☔爲698m3，利用(yong)經驗方法估算的(de)流量爲560m3,兩者🥵相差(chà)25%，1.25倍。
3.2.2第二次實驗:清(qing)洗孔闆流量計15分(fen)鍾
(1)清洗孔闆流量(liang)計前、後20分鍾瞬量(liàng)如表7所示。
 
清洗期(qi)間瞬量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清洗期間(jian)總流量Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗孔闆(pan)流量計期間，下遊(you)超聲波流量計累(lei)積流量如表8所🤩示(shi)。
 
　　上遊孔闆流量計(jì)清洗期間流經下(xià)遊超聲波流量計(ji)的總流量Q=33478820-33478227=593(m3)
從第二(èr)次實驗可以得出(chū)，孔闆流量計清洗(xi)期間的實際流💁量(liang)約爲593m3,利用經驗方(fang)法估算的流量爲(wei)471m3,兩者相差.26%，1.26倍。
4結論(lùn)
　　從現場實驗可以(yi)得知，在孔闆流量(liàng)計清洗期間，由于(yu)🔴缺少阻力元件孔(kong)闆的節流作用，管(guǎn)道内天然氣的流(liú)速加快，流經孔💞闆(pan)流量計的流量增(zēng)加。因此，利用經驗(yàn)方法(平均瞬時☀️流(liu)量)估算的流量與(yǔ)實際流量相差較(jiào)大。四次現場實驗(yan)，實際流量與估算(suàn)流量相差最小爲(wei)🈲25%，1.25倍，最大爲47.4%，1.48倍。假設(she)某天然氣場站每(mei)天生産的天然氣(qi)爲5x106m3,每周清洗一次(ci)，每次20分鍾,按照實(shi)際流量與估算流(liú)量相差1.25倍計算,則(ze)估算流量與實際(ji)流量相差約69445m3。全年(nián)🔅清洗48次，則相差約(yuē)3.4x106m3。清洗次數越多、時(shi)間越長，流量損失(shi)也就越大。如果不(bu)進行流量❄️補償，勢(shi)必會造成✌️估算的(de)天然氣流量偏低(dī)，有失計量的公平(píng)、公正。因此，在估算(suan)天然氣流量時進(jin)行補償是非常必(bì)要的。

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