摘要：随着(zhe)世界天然氣(qi)工業的迅速(sù)發展，天然氣(qì)貿易的👨‍❤️‍👨頻繁(fan)🐇，對天然氣的(de)準确計量要(yao)求越來越高(gao)。目🚶前國内孔(kǒng)闆流量計 占(zhàn)90%以上，而影響(xiang)該流量計 計(ji)量精度的因(yīn)素很多，包括(kuò)流體特性、儀(yi)表性能、安裝(zhuang)、環㊙️境條件等(děng)方面，要解決(jue)或減少這些(xiē)影響因素，必(bì)須加強管理(li)、正确選用⭕儀(yí)表及加強技(ji)術培訓，提高(gao)人員♈素質。
1前(qián)言
　　天然氣在(zài)世界能源結(jié)構中所占的(de)比例不斷上(shàng)升，據統🏃‍♂️計1970年(nian)爲17.7%，1980年爲18.8%，1990年爲(wei)21.5%，2000年爲22.3%，預計2010年(nian)爲24.3%。目前天然(ran)氣的年産量(liang)已達到2.3×104億m3左(zuo)右。天然氣的(de)産區與其消(xiao)費地區之間(jian)的距🥰離就決(jue)定了此♊項能(neng)源的國際貿(mào)易量頗大，20世(shì)紀90年代以來(lái)此數字💃🏻不斷(duàn)上升✔️，現已達(dá)到👅4200億m3/a，其中75%以(yǐ)上由管道輸(shu)送，其餘則爲(wèi)液化天然氣(qì)。我😄國是天然(ran)氣資源豐富(fù)的國家之一(yi)，天然氣遠景(jǐng)儲量約達38×104億(yi)m3，其中陸上占(zhàn)79%，海上占21%。天然(ran)✍️氣的生産、利(lì)用過🈲程是一(yī)個流程複雜(zá)、規模大、速度(dù)快且連續運(yùn)行的系統。在(zài)這個系統中(zhōng)🌏，無論是🛀🏻在井(jing)場、集氣站🤞、配(pei)氣站，還是在(zài)使用者家庭(ting)都可見到用(yòng)于不同目的(de)的各種流量(liàng)測💰量儀表。其(qí)計量的準确(què)與否受到人(rén)們的普遍重(zhòng)視，因此計量(liang)的精度是選(xuan)擇任何類型(xíng)的流量計都(dōu)🌈必須考慮的(de)重要指标。在(zai)實際應用中(zhōng)，影響流量計(jì)計量👅精度的(de)因素很多。
2目(mù)前孔闆流量(liàng)計計量中存(cun)在的問題
　　流(liu)量計量儀表(biao)品種多，計算(suan)模型五花八(bā)門，如 标準孔(kong)闆流量計 、 渦(wō)街流量計 、 漩(xuan)渦流量計 、 超(chāo)聲波流量計(jì) 等，除了标準(zhun)孔闆流量計(jì)外，餘者皆缺(quē)乏必要的标(biao)準🏃或規㊙️範支(zhī)‼️持。
　　孔闆流量(liang)計在20世紀初(chū)即使用于天(tian)然氣流量測(ce)量，經過一個(gè)🔴世紀的漫長(zhǎng)發展過程，它(ta)已成爲全世(shì)界最主要的(de)天然☂️氣流量(liàng)計。據估計，目(mu)前在國外它(tā)約占60%，而在✍️國(guó)内占90%以上。美(měi)國AGA（美國燃氣(qì)協會）No.3報告(孔(kǒng)闆流量計計(ji)量天然氣及(jí)其它烴類流(liu)體)就是針對(duì)天🏃🏻然氣計量(liang)的标準，從中(zhōng)可知，孔闆流(liú)量計測量天(tian)然氣流量已(yǐ)經進行過非(fei)常深入細緻(zhì)的研究試驗(yàn)，積累了豐富(fu)🔞的實踐經驗(yan)，在量的基礎(chu)上産生了質(zhi)的飛躍，其标(biao)志就是标🈚準(zhǔn)化——用标準孔(kǒng)闆流量計，可(kě)以無須校準(zhun)⛹🏻‍♀️而确定信号(hao)(差壓)與流量(liàng)的關系，并估(gu)算其測量誤(wu)差，目前🌐在全(quán)部流量計中(zhong)它是唯一達(da)到此标準的(de)。
　　孔闆流量計(ji)的主要特點(diǎn)爲結構易于(yú)複制、簡單牢(lao)固、性能穩定(ding)可靠、使用期(qī)限長、價格低(di)等。整套流量(liàng)計由節流裝(zhuang)置、 差壓變送(song)器 和流量顯(xiǎn)示儀(或流量(liàng)計算機)組成(chéng)。它們可以分(fen)别由不同廠(chǎng)家生産，易于(yu)形成規模生(shēng)産、經濟效益(yi)高，各部分組(zǔ)合非常靈活(huó)，即❄️使目前推(tui)出的 一體化(hua)孔闆流量計(jì) ，亦可分開生(sheng)産，再靈活組(zǔ)裝。
　　在現場惡(e)劣工作條件(jiàn)下，節流裝置(zhì)與差壓變送(song)器及其🔆連🧑🏾‍🤝‍🧑🏼接(jie)部分的引壓(yā)管線是使用(yòng)維護的重點(diǎn)。《天然氣✔️流量(liàng)的标準孔🔴闆(pan)計量方法》(SY/6143-1996)中(zhong)指出，天然氣(qì)從地層中開(kai)采出🈲來，雖經(jing)分離、除塵和(he)過濾，因其所(suǒ)含成份十分(fen)複雜，從單✉️井(jing)計算、集氣計(jì)量到✉️配氣計(ji)量🤟，氣體組分(fèn)不同，所以節(jie)流裝置在使(shi)用中所受到(dào)的🤞腐蝕亦各(gè)不相同。特别(bié)對孔闆直角(jiao)入口邊緣和(he)測❌量管内壁(bi)的沖刷、腐蝕(shi)尤💰爲嚴重，這(zhe)将影響孔闆(pan)直角入口邊(bian)緣弧半徑㊙️和(he)測量管内壁(bì)的相對粗糙(cao)度🧡，流出系數(shu)發生變化，流(liu)⛹🏻‍♀️量測量不确(que)定度超出估(gū)計數。輸出信(xin)号爲模拟信(xin)号🈲，重複性不(bu)高，對整套流(liú)量計的精度(dù)影響因素多(duo)且錯綜複雜(za)，因此精度提(ti)高的難度很(hen)大。
2.1被測流體(ti)特性的影響(xiang)
　　由于天然氣(qì)本身的性質(zhì)，會随着外界(jie)環境溫度的(de)變化而發生(shēng)複雜的變化(huà)，從而影響流(liú)量計的測量(liang)精度✔️。對于🍉天(tiān)然♊氣的💃🏻測量(liàng)，必須首先确(què)定天然氣的(de)工作溫度和(he)壓力，以免造(zao)成密度和壓(ya)縮系數的過(guò)大變化。低密(mi)度氣體對某(mǒu)些測量方法(fa)呈現困難，此(ci)時就要改變(bian)♌所選擇的測(cè)量方法，或者(zhe)進行溫度和(he)(或)壓力修正(zheng)，以保證測量(liang)精度。在評估(gu)流量計的适(shì)應性時，還要(yao)掌握💋氣體的(de)溫度—粘度特(tè)性，雖然氣體(ti)的粘度随溫(wen)度和壓力變(bian)化較小，但是(shì)對流量計量(liàng)的精度還是(shì)有一定的影(ying)響。
　　在礦場計(jì)量或測量含(han)有雜質的天(tian)然氣時，雜質(zhi)會⛱️腐蝕儀表(biao)接觸件，使接(jie)觸表面結垢(gou)或析出結晶(jing)，減小活動部(bu)件的🌂間隙⛱️，從(cong)而改變流量(liàng)計使用性能(neng)參數，降低敏(mǐn)感元👅件的靈(líng)敏度或🌈測量(liang)性能，影響計(jì)量精度。
　　對于(yú)油田濕氣(伴(bàn)生氣)，其中含(hán)有大量飽和(he)水蒸氣，溫度(dù)降低時有水(shuǐ)凝結；分離不(bú)淨的濕氣含(hán)有油滴或油(yóu)污，屬髒污介(jiè)質；間斷計量(liang)，将有油、水沉(chen)積在管👌線内(nei)。它們均屬于(yu)多組分流動(dong)，計量時應謹(jǐn)慎對待[1]。經驗(yàn)表明，單相通(tong)用流量儀表(biao)用于多組分(fèn)或多相🐉流體(ti)，測量性能會(huì)改變(或大幅(fú)度改變)。單相(xiang)流動的🎯氣體(tǐ)有時也會呈(cheng)現雙相，例如(rú)濕氣中水微(wēi)粒随着天然(rán)氣流動，環境(jìng)溫度或❄️天然(rán)氣壓力偏離(lí)原定狀态，儀(yí)表就可能不(bú)适應。測量氣(qi)液雙相流時(shi)盡可能采用(yòng)分離後分相(xiàng)測量，以保證(zheng)最小測量不(bu)确定度，然而(ér)在有些場合(he)這種方法并(bing)不切實可行(háng)或不符👅合要(yao)求[2]。
2.2儀表性能(neng)的影響
　　孔闆(pan)流量計本身(shēn)引起的誤差(chà)原因主要有(you)：孔闆入口直(zhi)角銳利度，管(guan)徑尺寸與計(jì)算不符，孔闆(pan)厚度誤差，節(jiē)流件附件産(chǎn)生台階、偏心(xīn)，孔闆上遊端(duān)面平度，環室(shi)尺❤️寸産生台(tai)階、偏心，取壓(yā)位置，焊👨‍❤️‍👨縫突(tū)出，取壓孔加(jia)工不規範或(huò)堵塞及節流(liu)件不同軸度(du)等等。這些因(yīn)素都有可能(neng)影響孔闆的(de)重複性，重複(fú)性是由儀器(qì)本身原理與(yǔ)制造質量所(suǒ)⭐決定，它在過(guò)程控制應用(yong)中是重要的(de)指标。而精度(dù)除取🐅決于重(zhong)複性外，尚👉與(yu)量值标定系(xi)統有關。在實(shi)際應用中⛷️，儀(yi)表優良♻️的重(zhong)複性被許多(duo)因素包括流(liú)體粘度、密度(du)等變化👄所幹(gàn)擾，都會影響(xiang)測量精度。若(ruò)儀表輸出特(te)性是非🍓線性(xing)的，則這種影(yǐng)響更爲🌐突出(chū)。
　　流量儀表輸(shu)出主要有線(xiàn)性和平方根(gen)非線性兩種(zhong)。大部分🈚流量(liàng)儀表的非線(xian)性誤差不列(lie)出單獨指标(biāo)，而包含在☂️基(jī)本👣誤差㊙️内。然(rán)而對于寬流(liu)量範圍脈沖(chong)輸出用作總(zǒng)量積算的☎️儀(yi)表，線性度是(shi)一個重要指(zhǐ)标，使有可能(néng)在流量範圍(wei)内用同一個(gè)儀❄️表常數，線(xiàn)性度差就要(yao)降低儀表精(jing)度。
　　用于脈動(dong)流動場所，應(yīng)注意儀表對(duì)流動階躍變(bian)化的響應。有(you)些使用場所(suǒ)要求儀表輸(shu)出跟随流動(dòng)變化，而另一(yī)些爲獲得🏃‍♂️綜(zōng)合平均值隻(zhi)要求有較慢(man)響⭕應的輸出(chu)。瞬态🙇🏻響應(transientresponse)常(chang)以時間常數(shù)或響應頻率(lǜ)表示，其值前(qián)者從幾毫😘秒(miao)到幾秒，後者(zhě)在數百赫茲(zi)以⛷️下，配用顯(xian)示儀表可能(neng)相當大地延(yan)長響應時間(jiān)。Redmedloc認爲儀表的(de)流量上升和(hé)下降的😘動态(tài)響應不對稱(chēng)會急劇增加(jia)測量誤差[3]。
2.3流(liú)量計安裝的(de)影響
　　管線布(bu)置的偏離造(zào)成的安裝誤(wù)差是普遍性(xing)的，其主要原(yuán)🤞因是現場不(bu)能滿足直管(guǎn)段要求的長(zhǎng)度。在流量計(ji)安裝時🈲首先(xiān)應考慮管道(dào)的布置和天(tiān)然氣💰的流動(dong)方向，有些雖(sui)然是能雙向(xiàng)工作♋的儀表(biao)，在安裝時也(ye)要考慮正向(xiang)和反向之間(jiān)測量性能是(shi)否存☀️在差異(yi)。
　　大部分流量(liang)計儀表或多(duo)或少會受進(jìn)口流動狀況(kuàng)的影💜響，因而(er)必須保證測(ce)量流體的良(liáng)好流動狀況(kuàng)💞。輸送管道上(shang)安裝的定排(pai)量泵、往複式(shì)壓縮機、振蕩(dang)着的閥或調(diao)節💛器等都是(shi)常見的脈動(dong)✉️源，上遊管道(dao)布置和阻流(liú)件會引起流(liú)動擾動，另外(wài)管道直徑和(he)方向的急劇(ju)改變等不良(liáng)布置，都會産(chǎn)生脈動，流量(liàng)計來不及跟(gen)随記錄脈動(dong)擾動，帶來測(cè)量誤差。因此(ci)🚶‍♀️應考慮在儀(yí)表前後管道(dào)安裝支撐件(jiàn)。雖然脈動緩(huan)沖🌏器可清除(chú)或減小泵與(yu)壓縮機的影(yǐng)響🛀，然而流量(liang)計還是應盡(jin)可能避開⁉️振(zhen)動或振動源(yuan)爲好[3]。
　　流量計(jì)的信号輸出(chu)顯示有流量(liang)(體積流量或(huo)質量流量)、總(zong)量、平均流速(su)、點流速幾種(zhong)，亦可分爲模(mo)拟量(電流或(huo)電☀️壓)和脈沖(chong)量。目☔前大部(bu)分儀表系統(tong)，在儀表上或(huo)其附近結合(he)着電子設🏃‍♀️備(bèi)。大功😘率電源(yuán)不僅會使儀(yi)表💜輸出脈沖(chòng)波動，還會影(yǐng)響儀表工作(zuò)性能，如 電磁(ci)流量計 的磁(cí)場被畸變，影(yǐng)響測量精度(du)。因此電氣連(lián)接應有抗雜(za)散電平幹擾(rao)的能力，并且(qiě)信号電纜應(ying)盡可能遠離(lí)電力電纜和(he)電力源，将電(diàn)磁幹擾和射(shè)頻幹擾降至(zhì)最低水平。
2.4環(huan)境條件方面(miàn)的影響
　　因所(suǒ)使用環境條(tiao)件不同于預(yu)期的，使儀表(biǎo)的一些性⛱️能(neng)參數和硬件(jian)方面也随之(zhī)發生了改變(bian)，從而會改變(bian)流量計測量(liang)結果。例🏃🏻如：環(huan)境溫度或介(jie)質溫度㊙️的急(ji)劇變化引起(qǐ)濕度的變化(hua)，高濕度會加(jia)速大氣腐蝕(shi)和電解腐蝕(shi)并降低電氣(qì)絕緣，低濕度(dù)則容易産生(shēng)靜電。
　　儀表的(de)電子部件和(hé)某些儀表流(liu)量檢測部分(fèn)易受環境♉溫(wēn)度變化影響(xiǎng)。例如，儀表尺(chǐ)寸變化，通過(guo)儀表殼體傳(chuan)熱改變㊙️流體(ti)密度🐇和粘度(du)等，影響到顯(xian)示儀表電子(zǐ)元件時，将降(jiàng)低測量精🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度(dù)。
　　此外，影響孔(kǒng)闆流量計計(ji)量的因素還(hái)有氣體流速(su)🐆造成雷諾數(shù)範圍不符合(hé)标準規定、管(guan)道粗糙度影(ying)響等。
3解決孔(kong)闆流量計計(jì)量問題的途(tu)徑
3.1加強管理(lǐ)，提高人員素(sù)質
　　孔闆流量(liàng)計易于偏離(lí)标準的原因(yīn)在于儀表本(ben)身🈲的工作原(yuán)理與結構特(tè)點，儀器自身(shen)誤差是制造(zao)時産生♍的，安(ān)裝和使用誤(wù)差則是在安(an)裝時或長期(qī)使用中由于(yu)流體介質腐(fǔ)🥵蝕、磨損、沾污(wū)等🈲造成的。因(yīn)此，應嚴格按(àn)技術要求安(ān)裝流量🈲計量(liàng)系統，消除安(an)裝誤差。在使(shǐ)用過程中，操(cāo)作人員應做(zuò)好系統的檢(jiǎn)修👨‍❤️‍👨、維護、保養(yang)工作🛀🏻，延長其(qí)使用壽命，減(jian)小計量誤差(cha)。同時，在實際(ji)🔱應用中應強(qiang)化宣貫《天然(rán)氣流量的标(biāo)準孔闆計量(liang)方法》(SY/6143-1996)的力度(dù)。其中提到了(le)減少誤差的(de)方法。如附錄(lù)“節流裝置在(zai)使用中出現(xiàn)部分偏離标(biāo)準規定的處(chù)理”中規定在(zài)實📱際應用中(zhōng)采取㊙️在流出(chu)系✉️數中增加(jiā)2個修正系數(shù)，即㊙️孔闆入口(kǒu)尖銳度修正(zheng)系數和🔞管壁(bì)粗糙修正系(xi)數或者采用(yòng)可換孔闆節(jiē)流裝置。因此(ci)🥰在天然氣計(jì)量的實際應(yīng)用中應深入(rù)研究，吃透《天(tian)然氣流量的(de)标準孔闆計(ji)量方法》的精(jīng)⭕髓，嚴格按标(biao)準規定安裝(zhuang)、使用、處💰理數(shù)據，保證天然(rán)氣計量的準(zhun)确性。
3.2測量儀(yí)表的正确選(xuǎn)用
　　測量儀表(biao)應首選标準(zhǔn)節流裝置，當(dang)流量變化範(fàn)圍大時要考(kǎo)慮用寬量程(chéng)智能差變，其(qi)它類型檢測(cè)儀表在相應(ying)的計量天👄然(ran)氣的标準出(chū)台前，應慎重(zhong)選用，二次儀(yi)表的計量模(mó)型應符合SY/T6143-1996的(de)要求計算FZ能(néng)輸⛱️入組份，實(shi)時計算C值。
3.3加(jia)強技術培訓(xùn)，借鑒國外經(jing)驗
　　引進、消化(hua)、吸收近幾年(nián)發展起來的(de)天然氣計量(liang)新技術。從國(guó)🌈外情況來看(kan)，在天然氣國(guo)際貿易中能(neng)量計量幾乎(hu)已全面取✏️代(dai)傳統的體積(jī)計量，而我國(guó)的天然氣⛱️計(ji)量領域中體(tǐ)積計量🌈仍占(zhan)統治地位。爲(wèi)了盡快與國(guó)際接軌，使用(yong)單位可以與(yu)各科研究院(yuàn)所🌏聯合攻關(guān)，開❌展天然氣(qì)能量計量的(de)試驗工作，并(bìng)在🌂此基礎上(shàng)完成标準化(hua)。爲了加快試(shi)驗進度，建議(yi)引㊙️進國外先(xian)🏒進的在線氣(qi)相📐色譜系統(tong)和流量計算(suàn)機，在消化引(yin)進技術的基(jī)礎上發展适(shi)合我國國情(qing)的天然氣能(néng)量計量系統(tǒng)。

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