摘要(yào)：天然氣生(sheng)産與貿易(yì)計量中仍(réng)然大量采(cai)用标準孔(kong)闆流量計(jì) ，其在實際(jì)應用中需(xū)要規範操(cāo)作、嚴格管(guǎn)理才能确(què)保計量的(de)有效和準(zhun)确。重點介(jie)紹标準孔(kǒng)闆流量計(ji)🐅在實際應(ying)用及日常(chang)❌管理中的(de)注意事項(xiang)。
一、引言
　　标(biao)準孔闆流(liu)量計是天(tiān)然氣行業(yè)中使用最(zui)多，并已标(biāo)🐇準化的檢(jiǎn)💯測元件,在(zài)嚴格按标(biāo)準制造、安(ān)裝和使用(yong)的條件下(xià),無需進行(háng)實流檢定(ding).也能在已(yi)知的不确(què)定度範圍(wei)内進行流(liu)量測量。這(zhè)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(ran)氣流量🛀🏻計(ji)量中占有(you)重要地位(wèi)。
二、孔闆計(ji)量選型及(ji)優缺點
1.孔(kong)闆流量計(jì)計量儀表(biǎo)選型
　　孔闆(pǎn)流量計 由(you)節流裝置(zhì)、導壓管路(lù)系統、差壓(ya)計組成,具(ju)有結構簡(jian)單❤️、制造☎️容(róng)🏃🏻易,安裝、使(shi)用和維護(hu)方便,可靠(kào)性高等特(tè)點。一般正(zheng)常情況🔞下(xià),其測量精(jing)度能滿足(zu)GB/T2624-1993(流量測量(liàng)節流裝置(zhì)用✊孔闆、噴(pēn)嘴和文丘(qiu)裏管測量(liang)充滿圓管(guǎn)的流體流(liú)量(替代GB2624-1981))和(he)石油部👨‍❤️‍👨SYL04-1983(天(tiān)然氣流㊙️量(liàng)測量的标(biao)準孔闆計(jì)量方法.升(shēng)級爲SYT6143-1996)标準(zhǔn)的要求。使(shǐ)用孔闆流(liú)量計時各(gè)計量點的(de)主要區别(bie)在于二次(ci)儀🏃‍♂️表的選(xuǎn)型配制，最(zuì)常見的有(yǒu)兩種類型(xing):--是采用雙(shuāng)波紋管✔️差(chà)壓計記錄(lu)靜壓、差🔱壓(ya),求出靜壓(ya)和差壓🙇‍♀️的(de)全天平均(jun1)值,玻璃棒(bàng)溫度計測(ce)⛷️量溫度,人(ren)工采樣的(de)平均值作(zuò)爲溫度值(zhi);二是 差壓(ya)變送器 與(yu)溫度、 壓力(lì)變送器 加(jiā)智能計算(suan)儀，實現天(tian)然氣流量(liang)測量和計(jì)算的自動(dong)控制⛹🏻‍♀️及管(guan)😍理。雙波紋(wen)管差壓、靜(jìng)壓記錄儀(yi)和玻璃棒(bàng)溫度計是(shi)機械式熱(re)工🍉儀表,精(jing)度差;并且(qie)需要人工(gong)求積♊來計(ji)算小時、日(ri)平均值、累(lei)積值☀️,人爲(wèi)涉及的因(yin)素太多🌈,天(tian)然氣的💯流(liú)量計算無(wú)法嚴格按(àn)照标準執(zhí)行;而智能(néng)💛變送器則(ze)可以實現(xian)在線實時(shi)檢測積🔞算(suàn),完全符合(hé)标🌂準規定(ding)的數學模(mó)型和計算(suan)方法。
2.孔闆(pan)流量計優(yōu)缺點
　　孔闆(pan)流量計按(an)照是否可(kě)以帶壓更(geng)換孔闆，分(fen)爲-體式🧡孔(kǒng)💰闆流量計(jì)和高級孔(kǒng)闆流量計(jì)(高級孔闆(pǎn)閥)。優點:原(yuan)理簡💰明,應(ying)用技術成(cheng)熟，容易掌(zhang)握;适應性(xìng)強,更換孔(kǒng)闆即可實(shi)現不同流(liu)量的測量(liang);性能穩定(dìng)可靠,使用(yong)壽命長;孔(kong)闆爲标準(zhǔn)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(dà);計量精度(dù)受影響因(yin)素較多;前(qian)後直管段(duàn)要求長,占(zhan)地面積大(da)。
三、引起孔(kong)闆計量誤(wù)差的主要(yao)因素
1.計量(liang)儀表誤差(chà)
　　采用孔闆(pan)流量計,對(dui)孔闆加工(gōng)的技術要(yao)求十分嚴(yán)📞格,必須符(fú)👨‍❤️‍👨合GB2624-1981或SY/T6143-2003(用标(biāo)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(tian)然氣流量(liang)測量結果(guo)帶來很🈲大(da)的誤差。孔(kǒng)闆的偏心(xin)和彎曲是(shì)孔闆的制(zhì)造安裝和(hé)⛱️使用中影(yǐng)響計量儀(yí)表精度的(de)主要因素(su)⛷️,有關實驗(yàn)表明,孔闆(pan)彎曲造成(chéng)的最大誤(wu)差爲3.5%。孔闆(pǎn)👨‍❤️‍👨安裝盡管(guǎn)安㊙️裝規範(fàn)--般都能夠(gou)掌握,但有(yǒu)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(niàn)片内孔未(wèi)按環室尺(chǐ)👌寸加工,墊(niàn)片伸出環(huan)室,幹擾流(liu)體穩定流(liu)動:導壓管(guǎn)走向不合(he)理,差壓無(wu)法順利傳(chuan)導;平衡器(qi)安裝水✊平(píng)精度低，直(zhi)接産生計(jì)量誤差等(děng)。
2.節流裝置(zhì)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(jí)突出等有(yǒu)關。有關實(shi)驗表明，當(dang)β=0.7,突出物位(wei)✍️于孔闆上(shàng)遊管徑2倍(bèi)時,産生誤(wù)差最大;若(ruò)突出物位(wei)✍️于孔闆上(shàng)遊處,誤差(cha)爲16%-50%。若位于(yú)🈲下遊，則對(dui)計量精度(dù)🍓的影響相(xiàng)對較小。
3.使(shi)用條件變(biàn)化引起的(de)誤差
　　這種(zhǒng)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(yǐn)起的。管道(dao)中氣體流(liu)速和壓力(lì)發生突然(ran)變化，造成(chéng)脈動流，引(yǐn)起差壓波(bō)動，當節流(liú)裝置上出(chu)現明顯的(de)脈動流時(shí),計量可能(neng)産🏃‍♂️生較大(da)誤差，有關(guan)文獻指出(chu)脈動🥵流引(yin)起的誤差(cha)最大可達(dá)20%-30%。此外,由于(yú)小用戶用(yòng)氣不均衡(heng)，氣量瞬間(jian)發生急劇(ju)變化,都會(hui)導緻差🈲壓(ya)波動。超量(liang)程問題大(dà)多數是由(you)于季節不(bu)同,用量發(fa)生變化引(yǐn)🐉起的,冬天(tiān)時流量大(da)，夏天時流(liú)量小，有可(ke)能超✔️過所(suo)選儀表的(de)量程，從而(ér)引起誤差(cha):同時,城市(shì)用氣而🏃‍♀️無(wú)調峰♊設施(shī)的計量裝(zhuang)置.當✌️流量(liàng)随時間頻(pín)繁波動時(shi),将會直接(jiē)影響對天(tiān)然氣計量(liàng)的精度。
4.氣(qì)質條件引(yin)起的誤差(chà)
　　天然氣從(cong)地層中采(cai)出來,雖然(ran)經過分離(lí)、除塵或過(guò)濾，但由🔞于(yu)處理不徹(che)底或集氣(qì)管網和輸(shū)氣幹線内(nèi)腐蝕✨物的(de)影響，使得(dé)天然氣中(zhōng)混有少量(liàng)的液體或(huo)固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)易聚集在(zài)孔闆截面(mian)收縮流速(sù)突變的孔(kǒng)口銳邊上(shang)，而孔闆流(liú)量計對孔(kong)‼️闆銳邊、截(jie)面及流線(xiàn)的變化非(fei)常的⁉️敏感(gǎn)。此外,天然(ran)氣中的雜(zá)❄️質還會對(dui)孔♌闆産生(shēng)沖刷和腐(fǔ)蝕,特别是(shì)對孔闆直(zhi)角人口邊(bian)緣和測量(liang)管内♊壁的(de)沖刷腐蝕(shi)特别嚴重(zhòng),這将影響(xiǎng)到孔闆直(zhi)角人口邊(biān)緣圓弧半(ban)徑和測量(liang)管内壁相(xiàng)💛對粗糙的(de)規定标準(zhǔn)💁,孔闆流出(chu)系數也将(jiang)👌發生變化(huà)，使測量精(jīng)度達不到(dao)要求。天然(rán)氣的含水(shuǐ)量也對天(tiān)然氣計量(liàng)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(yòng)孔闆流量(liang)💃計測量氣(qi)體流量,當(dang)氣體中央(yāng)帶少量液(yè)體時,流量(liang)測量不确(que)定度偏高(gāo),測量的濕(shī)氣流量随(sui)β的增加而(er)減少,在β比(bǐ)爲0.7時,測得(dé)的流量偏(piān)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(néng)較好，但是(shi)應将夾帶(dài)液體在孔(kong)闆上遊脫(tuo)出,以獲得(de)最佳的計(ji)🌈量性能;③用(yòng)舊的孔闆(pǎn)流量計測(cè)量濕氣,流(liú)量計量值(zhi)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(xie)露、人爲破(po)壞、管理不(bú)嚴、不合♻️理(lǐ)的積算👅和(hé)取值方法(fǎ).計量:工況(kuang)偏離标準(zhun)規定條件(jian)。計算方法(fǎ)本身不合(he)理,對溫度(dù)、壓力氣體(ti)組成的變(bian)化沒有自(zi)動補償等(deng)，也是👈引起(qi)天🐉然氣計(ji)量誤差的(de)原因。特别(bié)是管道洩(xiè)漏引起的(de)誤差也相(xiang)當大。例如(ru)，節流裝置(zhì)前後的差(cha)壓一般都(dou)很小(0~60kPa),管道(dao)壓力往往(wǎng)是它的幾(ji)十倍,如發(fa)生導壓管(guǎn)洩漏或堵(du)❄️塞,不💜僅給(gěi)計量帶來(lái)誤差,而且(qie)會損壞差(chà)壓變送器(qi)。輸氣系統(tǒng)的洩漏有(yǒu)3種類型:偶(ou)然性洩漏(lòu)、長期🧑🏾‍🤝‍🧑🏼性洩(xie)漏和📧普通(tong)運行洩漏(lou)。偶然性洩(xie)漏是指由(yóu)于輸氣系(xì)統在長期(qi)運行過程(chéng)中💔的腐蝕(shí)和輸配設(she)備安裝不(bú)當或設備(bei)發生故障(zhang)所導緻的(de)洩漏。長期(qī)性洩漏是(shi)由于輸配(pei)氣站本身(shēn)工藝設計(ji)的不合理(lǐ)或設備質(zhì)量不✉️好導(dǎo)緻的洩漏(lòu)。普通運行(háng)洩漏是指(zhi)由于某些(xiē)站場管部(bu)件本身設(shè)計不當造(zao)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(ou)然性洩漏(lòu)。造成輸氣(qi)系統發生(sheng)洩漏的主(zhu)🌏要原因包(bāo)括:輸氣管(guan)道和部件(jian)長期暴露(lu)于酸性氣(qi)體環🏃‍♀️境中(zhōng)，造成硫化(huà)氫腐蝕;天(tian)然氣中的(de)HS.CO2等酸性氣(qì)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(cheng)輸🈲氣管道(dao)和部件内(nei)壁腐💋蝕;輸(shū)氣管道制(zhi)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(wu)差的改進(jìn)措施
1.孔闆(pan)加工及安(ān)裝
　　嚴格按(an)照标準加(jia)工孔闆,正(zheng)确安裝,合(hé)理選擇壓(yā)差💚量程嚴(yán)🙇‍♀️格按🏃🏻‍♂️照GB2624-1981或(huò)SY/Y6143-1996标準中的(de)規定加工(gōng)孔闆。孔闆(pǎn)節流裝置(zhì)在使用前(qián)的安裝中(zhong)應按照标(biāo)準安裝設(she)計,根據孔(kǒng)🏃🏻闆前阻🈲力(lì)件形💁式配(pei)接足夠長(zhǎng)度的直管(guan)段，一般應(ying)至少前30D。當(dāng)場地不允(yun)許時,必須(xū)在🔅孔闆前(qian)的🍓直管段(duàn)上安裝整(zheng)流器。孔闆(pǎn)人口端面(mian)必須與管(guǎn)道㊙️線垂直(zhí),其偏差不(bú)能超過10。安(an)裝時孔闆(pǎn)嚴禁反🐕向(xiàng)，要正确使(shǐ)用和選擇(ze)壓差計，當(dang)壓差計工(gong)作量程在(zài)30%以💜下時,必(bì)須及時更(gèng)換壓差計(ji)的量程或(huò)孔闆規格(gé)。法蘭取壓(yā)時β值應在(zai)0.2~0.75,角接取壓(yā)時β值應在(zai)0.4-0.6。
2.氣流脈動(dong)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(chén)器加強氣(qì)水分離;從(cóng)管線中除(chú)去遊離液(yè)體,及時吹(chuī)掃排出管(guǎn)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(shí)踐證明，控(kong)制下流閥(fá)能有效的(de)抑制脈💛動(dong)流,同時對(dui)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(zhuāng)緩沖罐或(huò)設置專門(mén)]脈動消減(jiǎn)器，抑制脈(mò)動源引起(qǐ)的差🔴壓波(bō)動;提高差(chà)壓和孔徑(jing)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(ji)量能力的(de)條件下,應(ying)選擇内徑(jìng)較小的測(cè)量管，使😄Apβ在(zai)🈲比較高的(de)雷諾數下(xià)運行。
(5)采用(yong)短引壓管(guan)線,盡量減(jian)少引壓管(guǎn)線系統中(zhong)的阻力🌐件(jiàn),并使上下(xia)遊管線長(zhǎng)度相等，以(yi)減少系統(tong)中産生諧(xie)振和壓力(li)💋脈動振幅(fu)的增加。
五(wǔ)、孔闆計量(liang)參數的上(shang)傳及流量(liàng)計算
　　現場(chǎng)安裝孔闆(pǎn)閥,差壓變(bian)送器， 溫度(dù)變送器 ,壓(yā)力變送器(qi)。控制室内(nei)站控PLC系統(tǒng)有專用的(de)計量模塊(kuai)，可讀取其(qí)他模拟量(liang)模闆采集(jí)的流量相(xiàng)關參數，包(bāo)括差壓、壓(ya)力☎️、溫度，完(wan)成🏃‍♀️對流量(liàng)的計算,溫(wen)度壓力補(bu)償,這種方(fāng)式在控制(zhi)成本的同(tong)時可🆚保證(zheng)一定的精(jing)度;控制室(shì)内有1746系列(lie)PLC，模拟量采(cǎi)集模闆1746-NI8負(fù)責采集差(cha)壓、壓力、溫(wēn)度。MVI46-AFC流量計(ji)算😍機模闆(pǎn),支持8路流(liú)量計量,流(liu)量累積。PLC處(chù)理器将I/0模(mo)闆采集的(de)差壓、壓力(li)、溫🔱度數據(jù)通過槽架(jià)背闆傳給(gěi)MVI46--AFC，完成流量(liang)的計算後(hou)再通過📞背(bei)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(xiǎn)示或上傳(chuan)SCADA系統。
六、孔(kong)闆流量計(ji)日常管理(li)
(1)加強日常(cháng)管理，對參(can)數進行合(he)理修正在(zai)日常生産(chǎn)中應定期(qī)對✌️孔闆進(jin)行清潔、維(wéi)修或撒換(huàn)并且對測(cè)量流量進(jin)🏃🏻行修正,在(zai)孔闆🙇‍♀️流量(liang)計日常使(shǐ)用過程中(zhōng)🔴,要确保準(zhǔn)确的計量(liàng),應至少每(mei)月--次清洗(xǐ)檢測孔闆(pan)、檢查儀表(biao)零點.儀表(biao)D/A轉換通道(dào)核對流量(liang)計算程序(xù)⭐,對有坑蝕(shi)及劃痕的(de)孔闆應及(jí)時更換。從(cong)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(mì)度、溫度和(hé)壓縮系數(shu)的變化将(jiāng)直接影響(xiǎng)到測量的(de)精度。因此(cǐ),應該選擇(ze)合适的儀(yi)表來測量(liàng)天然氣的(de)壓力、密度(du)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(ér)實際工況(kuàng)并不都在(zài)此範圍💚,一(yi)🥰旦超過測(cè)量範圍，必(bi)将引起測(ce)量誤差。孔(kǒng)闆差壓變(biàn)送⭐器差🌈壓(yā)範圍應控(kong)制在其量(liang)程的10%以内(nei)，例如,差壓(yā)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(chū)該量程範(fàn)圍将影響(xiǎng)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(huà)，提前加工(gong)制作不同(tóng)規格孔闆(pan),每塊孔闆(pan)都可以計(jì)算出對應(ying)流量範圍(wéi),場站可根(gen)據氣量變(bian)化及時更(geng)換孔闆。以(yǐ)此實現節(jie)流裝置産(chǎn)品系列化(hua)、标準化✉️,有(yǒu)利于提高(gāo)節流裝置(zhì)⭐計量的精(jing)度。
(4)定期檢(jiǎn)查孔闆導(dao)壓管是否(fou)存在鏽蝕(shi),觀察導壓(ya)管是否有(you)🍓堵塞、洩漏(lòu)等現象,--旦(dan)發現立即(ji)整改,以确(què)保計量精(jīng)度🛀🏻。
(5)場站值(zhi)班人員定(dìng)期檢查孔(kong)闆流量計(jì)的差壓、壓(yā)力、溫度變(bian)🆚送器現場(chǎng)工作是否(fou)正常，控制(zhi)室上傳參(cān)數及現場(chang)顯示是🔞否(fou)一緻,孔🐇闆(pǎn)瞬時流量(liàng)是否穩定(dìng)等。這些都(dou)📧是影響‼️孔(kǒng)闆計量精(jing)度的主要(yào)🔞因素。

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