摘要:普光氣(qì)田氣質特殊，高含(han)硫化氫和二氧化(hua)碳，天然氣計量🛀🏻采(cǎi)用标準孔闆流量(liang)計 ，存在計量不穩(wěn)定以及讀數偏差(cha)較大等問題。基于(yú) 孔闆流量計 的結(jie)構原理，從孔闆閥(fá)選材、流量計計算(suàn)機選擇和💋連接部(bù)🈲件設計3方面介紹(shao)了孔闆流量計在(zài)普光氣田的👅應用(yòng)情況，最後根據軟(ruan)件和硬件2方面因(yīn)素，分析了流量計(ji)量誤差産生的原(yuán)💃因，并據🏃‍♀️此提出了(le)正确設置計‼️量參(cān)數、定期清洗孔闆(pan)閥、五閥組和引壓(ya)⭕管路等改進措施(shī)。這些措施對解決(jué)高含碗氣田計⛱️量(liang)問題具有🌂一🥵定的(de)指導意義。
0引言
　　普(pǔ)光氣田氣質特殊(shu)，高含硫化氫和二(er)氧化碳，硫化氫平(píng)均體積💋分數15. 16%，二氧(yang)化碳平均體積分(fèn)數8.64%，對含酸性氣體(tǐ)的天然氣流量準(zhǔn)确計量難度很大(da)[1]'。天然氣流量計量(liàng)是企業生産和經(jīng)營✌️管理中的一-項(xiàng)重 要的技術基礎(chǔ)工作，準确計量不(bú)但能公平地進行(háng)貿易結算，而且♊能(neng)指導改進生産工(gōng)藝，提高産品質量(liang)，降低産品生産成(chéng)本。普光氣田集輸(shū)系統采用保濕混(hun)輸工藝，選用标準(zhǔn)孔闆🔞流量計進行(hang)計量分方數在🧡氣(qì)田投産初期，存在(zài)計量不穩定及偏(pian)差較大的問題。從(cong)孔闆閥選材、流量(liàng)計計算機選擇和(he)連接部件設計3方(fang)面介紹了孔闆流(liú)量計在普光♍氣田(tián)的應用，最後通過(guo)軟件和硬件分🎯析(xī)了流量計量誤差(chà)産生的原因，提出(chū)了正确設置流量(liang)🔆計算參數、定期清(qīng)洗孔闆閥、五閥組(zǔ)和引壓管路等改(gǎi)進措施。實踐證🏃‍♂️明(míng)，這些措施可以有(yǒu)🔴效解決普光氣田(tian)流量誤差問題。
1計(ji)量原理及特點
1.1計(ji)量原理.
　　标準孔闆(pan)流量計的計量原(yuan)理爲:基于流體流(liu)動的節流原理，以(yǐ)💋能量守衡和流動(dong)連續性方程爲基(jī)礎，利用流體流經(jing)⛱️标準孔闆時在其(qi)前、後産生壓差，通(tong)過測量壓差的大(da)小就可以間接地(dì)知道流量的大小(xiǎo)。在标準狀态下天(tiān)🥵然氣流量的實用(yong)計✏️算公式爲:

　　式中(zhōng)，q爲标準狀态下天(tian)然氣體積流量，m3/s; A,爲(wèi)秒計量系數，視采(cai)用計量單位而定(ding)，此處A. =311 794x10-6; C爲流出系數(shù); E爲漸近速度系數(shu); d爲孔闆直徑，mm; Fc 爲相(xiang)對密度系數; ε .爲可(kě)膨脹系數; Fz爲超壓(ya)縮因子; Fr爲流動溫(wēn)度系數; P:爲孔闆上(shang)遊側取壓孔氣流(liu)絕對🤞靜壓，Pa;Ap爲氣流(liu)流經孔闆時産生(sheng)🤞的壓差，Pa。
1.2 結構及特(te)點
　　标準孔闆流量(liang)計結構如圖1所示(shi)，包括節流元件(标(biāo)準♈孔闆及其取壓(ya)裝置)、傳輸壓差信(xìn)号的引壓管路、閥(fa)門以及差壓計等(deng)部分。标準孔闆是(shì)壓差測量時的一(yī)次元件， 人們利用(yong)它在管道内使流(liu)體産生壓🈲差，再通(tōng)過引壓管路把孔(kong)闆前⛹🏻‍♀️、後産生的壓(ya)差傳送給 差壓變(bian)送器 ，再輸人到二(èr)次儀表，從而顯示(shi)出管道内流體的(de)靜壓📱、壓差、瞬時流(liú)量和累計流量等(deng)計量參數。

　　标準孔闆流量計(ji)有以下特點:①孔闆(pǎn)閥結構簡單，應用(yòng)技術💋成熟，容易掌(zhǎng)握;②适應性強，可實(shí)現在線更換、清洗(xǐ)和檢查孔闆;③性能(neng)穩定可靠，使用壽(shou)命長;④孔闆爲标準(zhǔn)節流元件，不需㊙️要(yào)标定。存在的缺點(diǎn)主要有:①量程比較(jiào)小;②壓力損失較大(da);③受影響因素較多(duo)，不确定度大;④對前(qián)、後直管段要求高(gao)。
2标準孔闆流量計(jì)在普光氣田的應(yīng)用
　　普光氣田集氣(qi)站外輸計量和集(jí)氣總站外輸總計(ji)✉️量選用的慌量鍾(zhōng)量儀表均爲孔闆(pǎn)閥流量計，由孔❤️闆(pan)閥、流量計算機及(ji)過程連接部件3部(bu)分組成。由于🌐普光(guang)氣🌍田介質爲高含(hán)硫化氫天然氣，且(qie)集輸工藝采用保(bǎo)濕混輸工藝，天然(ran)氣中含水和單質(zhi)硫，相對🏒于常規天(tian)然氣計量，标準孔(kong)闆流量計在普光(guang)氣田的應用中有(you)其本身的特點。
2.1孔(kong)闆 閥的選材
　　普光(guang)氣田酸氣外輸采(cai)用的是丹尼爾孔(kǒng)闆閥，以法蘭取壓(yā)标🐅準孔闆作爲流(liú)量檢測元件。閥體(tǐ)由上、下2部分組成(chéng)，中間滑閥連通或(huò)切斷，設有密封脂(zhī)注，人機構，下閥腔(qiang)與✌️孔闆上遊連通(tōng)。當孔闆閥正常工(gōng)作時，滑閥關閉，下(xià)閥腔📐壓力與上遊(yóu)管内壓力相等，上(shang)👉閥腔壓力與大氣(qi)壓力相等，在上、下(xià)閥腔之間産生較(jiào)大的壓力🌍差，此壓(yā)力差作用在滑閥(fa)下方，從🏃‍♀️而增強其(qí)密封㊙️性。孔闆閥底(dǐ)部設有排污閥，用(yong)于定期吹🈲掃排除(chu)閥内污物。上閥腔(qiāng)亦設置有放氣孔(kong)，可排出上閥腔内(nei)介質。孔闆閥可實(shí)現在線更換、清洗(xi)☀️和檢🐅查孔闆，其操(cao)作也靈活方便。爲(wèi)保證在普光高含(han)硫化氫工況下孔(kǒng)闆閥的性能滿足(zú)要求，并确保其使(shǐ)用壽命和安全生(sheng)産，孔闆閥上☂️、下腔(qiang)間的密封件采用(yong)全硬密♍封結構，閥(fá)闆和閥座均采用(yòng)316L材質，标準孔闆片(pian)采用In-conel625材質，可有效(xiào)防止硫化物應力(lì)開裂和氫緻開裂(lie)。
2.2流量計算機選擇(ze)
　　對于高含硫化氫(qing)氣田來說，一個重(zhòng)要的原則就是盡(jin)量減少動靜密封(fēng)點，從而降低洩漏(lòu)風險。普光氣田地(di)面集輸系統選👄用(yòng)的流量計算機爲(wei)艾默生的FLOBOSS103流量計(ji)算機，集成壓差📧、靜(jìng)壓雙變量變送器(qì)、RTD 溫度變送器 和流(liu)量計算功能于- -體(tǐ)。　　FLOBOSS103檢測孔闆兩側壓(ya)差及管道😄靜壓，并(bìng)通過 Pt100 熱電阻 采集(ji)流體溫度，可以就(jiù)地顯示這些測量(liàng)值，同時也可通過(guo)标準⁉️的MODBUSRTU協議和RS485通(tong)信接口将參數值(zhi)傳給站控SCADA系統。可(kě)以接收上位機控(kong)制系統下載的氣(qi)體組分信息，也可(ke)由MODSCAN32軟件通過串口(kou)♍通信向♉FLOBOSS103内寫入氣(qi)體組分信息，還可(kě)通過配置軟件ROCLINK 800人(rén)工輸入組分信息(xi)✉️。
　　雙變量變送器(DVS) 采(cai)用成熟可靠的羅(luó)斯蒙特電容元件(jiàn)技術🔞測量壓差。同(tóng)時利用壓阻和矽(xī)傳感器技術檢測(ce)靜壓，測量的過程(cheng)值精确、穩定和可(ke)重複性好📧。其專用(yong)微處理器使用🐆存(cún)儲在永久存儲器(qi)中的特征化數據(jù)對原始傳感器信(xin)号進行線性化和(hé)校正。讀數存儲于(yu)FLOBOSS103的内部模拟輸入(rù)點中，通過中斷的(de)方式向變送器的(de)處理器發送數據(ju)。RTD 溫度變送器采用(yòng)鉑電阻P100來🌂采集現(xiàn)場流體溫度，測量(liàng)範圍爲-40~240 C,精度等級(ji)爲+0.2 C。
2.3過程 連接部件(jiàn)
　　過程連接部件主(zhǔ)要是指2個1/4NPT的取壓(yā)閥、五閥組以及引(yin)壓🏃管路。雙變量變(biàn)送器(DVS)底部采用NPT内(nèi)螺紋連接孔闆上(shang)的引壓管。上、下🧑🏽‍🤝‍🧑🏻遊(you)管線通常連接到(dao)孔闆的高、低壓側(cè)❄️。由于連接部件均(jun)爲長期接觸高含(han)硫化氫天然氣的(de)部件，且天然氣爲(wei)濕氣，故不同💞于-般(ban)的天🧑🏾‍🤝‍🧑🏼然氣計量場(chǎng)📐合。普光氣田現場(chang)的取壓閥、五閥組(zu)和引壓管均采用(yòng)哈氏合金材質💔，且(qiě)連接部件的孔徑(jing)較大，如引壓管路(lu)内徑爲🤟12 mm,以防止沉(chen)積的單質硫等雜(za)質堵塞引壓管路(lù)💞。
3誤差分析
　　普光氣(qì)田實際生産中，天(tiān)然氣外輸計量采(cǎi)用的标準孔闆流(liu)量計存在計量不(bu)穩定、讀數偏差較(jiao)大等問題，各集氣(qì)站場的天然🥰氣外(wài)輸計量總和與集(jí)氣總站分線外輸(shū)總計量存在輸差(chà)問題。針對這一實(shi)際情況，從軟件和(hé)硬件2方面展🌈開分(fen)析。
3.1軟件問題産生(shēng)的計量數據誤差(cha)
　　采用标準孔闆流(liu)量計測量天然氣(qi)流量，其流量值與(yu)⭐天然⛹🏻‍♀️氣組㊙️分、壓差(cha)、壓力和溫度等參(can)數有關。流量測量(liang)系統若未能嚴格(gé)按計量标準要求(qiu)配置相應的測量(liang)儀表，流量計算時(shí)氣體壓力、溫度和(hé)天然氣組分的變(biàn)化未能得到完全(quan)補償，則會造成流(liu)量計精度下降，形(xing)💁成測量誤差🈲。檢查(chá)普光氣田現場使(shǐ)用的流量計算機(ji)計算軟件，其符🏃合(he)國家标準，測量系(xi)❌統完全滿足标準(zhun)孔闆流量計計量(liàng)标準，其測量誤差(cha)基本可以忽略不(bú)♻️計，所以在采用的(de)🌈計量标準方🍓面，普(pǔ)光氣❓田現場使用(yòng)标準孔闆流量計(jì)符合要求，不是産(chan)生誤差的🌈原因。
　　标(biao)準孔闆測量是通(tōng)過節流取壓差，引(yin)壓管高壓側爲靜(jing)壓，軟件根據靜壓(yā)、壓差、溫度、氣體組(zǔ)分、孔闆孔徑和管(guan)徑等參數計算流(liú)🐆量計值。在軟件中(zhong)可以對這些參數(shù)進行設置，若👣其中(zhōng)有-一個參數不準(zhǔn)确，都會引起流量(liàng)不準确。現場通過(guo)流量計配置軟件(jian)檢👄查各流量計參(can)數的配置情況，設(shè)置值均與現場實(shí)際情況相符🐅。同時(shi)，根據現場采集到(dào)的溫度、壓力、壓差(chà)及軟件中配置的(de)管徑、孔徑等參數(shù)，然後根據國際計(jì)量标準AGA8氣體壓縮(suō)因子計算方式⭕計(ji)🔞算出的流量與流(liu)量計測量值非常(cháng)接近，若以上有任(rèn)何參數🏃🏻‍♂️設置不正(zheng)确，就會造成氣體(tǐ)計量不準确[4-5]。随着(zhe)高含硫氣田的開(kāi)🤩發，氣體中硫化氫(qing)含量不斷增布，想(xiǎng)成氣體計量誤差(chà)不斷增大,通過及(jí)時更新氣體組分(fèn)數據，基本保證了(le)氣體流量計量的(de)準确性。
3.2硬件問題(tí)産 生的計量數據(ju)誤差
　　現場生産實(shi)踐表明，标準孔闆(pǎn)流量計會因爲标(biao)準孔闆、五閥💘組🔞、引(yǐn)壓管路等硬件出(chu)現異常，導緻流量(liang)計量不準🐆确，“下 面(mian)分别進🔞行分析。
3.2.1标(biao)準孔闆
　　對孔闆進(jin)行研究後發現，普(pu)光氣田生産現場(chǎng)85%以上☂️的✌️标準孔闆(pan)均受到了不同程(chéng)度的刮傷、變形，觀(guān)察上、下遊直管段(duan)，管道内壁沉積了(le)大量的單質硫，導(dǎo)☔闆周圍出現腐蝕(shi)、碳化，且有雜質附(fù)着。
　　普光氣田現場(chǎng)作業較多，關井之(zhī)後重新開井的過(guò)程比較迅速，造成(cheng)孔闆受天然氣的(de)強力沖蝕或機械(xie)磨損而産生劃傷(shang)💁、變形，孔闆的光潔(jié)度下降，入口的尖(jian)銳程度變圓，使其(qí)圓弧半徑不能滿(mǎn)足标準要求，使得(de)計量數據比實際(jì)流量🔆偏低;孔闆閥(fá)和直管🈲段内部附(fu)着單質硫之後，氣(qi)體不能形成穩定(ding)的牛🏃‍♀️頓流體，造成(cheng)計量誤差;孔闆在(zài)📧天然氣沖擊過😍程(cheng)中，不同程度地産(chan)生了偏心，同時導(dao)闆周圍出現的腐(fu)蝕、碳化和雜質沉(chén)澱等因素，也會嚴(yan)重影響流量計👨‍❤️‍👨量(liang)的準确性。通過嚴(yán)格💔執行操作規程(cheng)，按照操作步💚驟平(píng)穩操作，确定開井(jing)方式;同時定期清(qing)洗孔闆閥、計量直(zhi)管段等方式可以(yǐ)有效解決上述問(wen)題。普光氣田某集(jí)氣站氣體流量計(jì)量不準确，誤差很(hen)大,通過拆卸孔闆(pan)閥和直管段，發現(xiàn)内㊙️部有許多單質(zhì)硫沉積。清洗孔闆(pǎn)閥和直管段後，氣(qì)體✏️流量恢複正🥰常(cháng)。
3.2.2 五閥組
　　在生産過(guo)程中，需要定時對(duì)孔闆流量計進行(háng)排污。通過對 五閥(fa)組 進行解體檢查(cha),發現内部存在單(dān)質硫等雜質，造成(chéng)五閥組㊙️中㊙️的平衡(heng)閥關不嚴，形成内(nei)漏，影響孔闆流量(liang)計的上、下遊取壓(yā)，導緻壓差信号變(biàn)小，儀表計量偏低(dī)。此類問題可通過(guò)💋清洗或更換新的(de)五閥組得🔞以解決(jué)。
3.2.3 儀表引壓管路
　　普(pǔ)光天然氣會析出(chu)單質硫，單質硫在(zai)引壓管路中沉積(jī)、固化，會引起引壓(ya)管路堵塞，不能正(zheng)常取壓，孔闆流量(liàng)計不能及時得到(dao)正确的靜壓和壓(yā)差,從而造成計量(liang)偏差。前期在普光(guāng)氣田現場生産過(guò)程中經常出現流(liu)量計示值長期不(bú)變化的情況。對此(cǐ),采📱取在孔闆流量(liang)計引壓管線、五閥(fa)組等部位安裝電(diàn)伴熱裝置的辦法(fa)，減少單質硫在引(yin)壓管路中的析出(chu)、沉積，防止引壓管(guan)路堵塞。同時定期(qi)對引壓管路進🌈行(háng)放空、清洗，确保引(yǐn)壓管路不堵塞🌈。
4結(jie)束語
　　由于普光氣(qì)田氣質的特殊性(xing)，前期生産過程中(zhong)更多的關注在選(xuan)材和防腐方面，對(dui)造成計量偏差的(de)因素🌏估計💃🏻不足，導(dǎo)緻計量㊙️偏差較大(dà);後期采取設定正(zheng)确的計算參數，定(dìng)期清洗孔🌏闆閥、五(wu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼閥組和引壓管線(xiàn)等措施後，圓滿解(jiě)決了計量偏差問(wen)題。總體而😘言，類似(sì)普光🔞氣田的工況(kuang)使用标準孔♌闆流(liú)量計需注意以下(xia)問題:①設定正确的(de)流量計算參數，及(ji)時修正氣體組分(fèn)參數;②定期對标準(zhun)孔闆進行檢查、清(qīng)洗👣，發現問題後及(jí)時更換;③定期對五(wǔ)閥組😄及其引壓管(guan)✔️路進行排污驗漏(lou)檢查，冬季氣溫下(xia)降易發生凍堵和(hé)硫沉積，需增加排(pai)污次數。若發現五(wǔ)閥組及引壓管路(lù)堵塞，應及時清洗(xǐ)或更換，保證其正(zheng)常運行。

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