[摘要]現場(chang)使用的孔闆流(liu)量計 在孔闆清(qīng)洗時無法計量(liàng)天然氣流量，計(jì)量的公平、公正(zheng)性無法得到保(bao)證。實際生産中(zhong)常通過經驗方(fang)法進行估算，未(wei)引入進行補償(chang)，國家相關标準(zhǔn)也未說明是☂️否(fǒu)需要進行流量(liang)補償以及補償(chang)的方法。通過對(duì)孔闆流量計的(de)工作原理及清(qīng)洗維護時天然(rán)氣流态的分析(xi)，在現場采用孔(kong)闆流量計并聯(lian)和孔闆流量計(ji)與🧑🏾‍🤝‍🧑🏼超聲波流量(liang)計串聯兩種方(fang)式，對孔闆清洗(xǐ)期間的天然氣(qi)流量進行比對(duì)。結果表明全年(nián)☂️清洗48次，則估算(suàn)流量👄與實際流(liu)量相差約3.4x10m3。結論(lùn)如下:(1)管道内孔(kong)闆的存在與否(fǒu)，對管道内天然(ran)氣流動有較大(da)影響:(2)孔闆清洗(xǐ)期間實際流量(liàng)和經驗估算量(liàng)有較大差值:(3)孔(kong)闆流量計清洗(xi)期間進行流量(liàng)補償是必要的(de)。
　　标準孔闆流量(liang)計是一種非常(cháng)成熟的流量計(jì),在多🈲年♌的試驗(yàn)和使用過程中(zhōng)積累了大量的(de)數據和經驗，以(yi)其耐高壓，安裝(zhuāng)使用維護方便(bian)等諸多優點在(zài)我國天然氣計(jì)量中占有主導(dǎo)地位叫。随着國(guo)家重點工程西(xī)🤩氣東輸管道的(de)全線通氣,我國(guo)天然氣的應用(yong)開始了一個新(xin)的裏♈程。天然氣(qi)管道的迅速發(fā)展，要求對天🔆然(rán)氣流量進行更(geng)加正确的計量(liang)。天然氣在生産(chǎn)集輸過程中，天(tian)然氣氣質中含(han)有從地下帶出(chū)的油水及砂粒(li)粉塵，因此，天然(rán)氣在高速流動(dong)中不斷沖刷管(guǎn)道和設備，将會(huì)在孔闆表面沉(chen)積大量污物，使(shi)天然氣流量計(jì)量嚴重偏離正(zhèng)🈚常值，必須通過(guò)周期性清洗孔(kong)闆來糾正偏差(cha)。而在孔闆流量(liang)計清洗過程中(zhong)，由于沒有孔闆(pan)節流，計量将停(tíng)止，累積也就終(zhōng)止，而清洗孔闆(pan)時，又不能停止(zhǐ)🔞供給天然氣,孔(kǒng)闆清洗期間的(de)天然氣流量無(wu)法正确獲得。現(xiàn)👌行國家标準GB/T21446-2008《用(yong)标準孔闆流量(liang)♻️計測量天然氣(qi)流量》規定了在(zai)天然氣輸送過(guo)程中的流量計(jì)🔞算公式，但無孔(kong)闆流量🔞計清洗(xǐ)期間的流🔆量計(jì)算公式,也未說(shuo)明孔闆流量計(ji)清洗期間是否(fǒu)需要進行流量(liang)補償以及如何(he)補償。
1孔闆流量(liàng)計清洗期間流(liú)量補償現狀
　　在(zài)實際工作中,孔(kǒng)闆流量計清洗(xi)期間流經的天(tiān)然氣流量一般(bān)通過經驗方法(fa)進行估算，未進(jin)行流量補償。主(zhǔ)要采用以下三(san)種方式估算:
第(dì)一種:記錄孔闆(pan)清洗前n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均量，再(zai)記錄清洗過程(chéng)👌中的時間，即累(lèi)積秒數，孔闆清(qīng)洗期間估算的(de)流量就是兩者(zhe)的乘積。
第二種(zhong):在孔闆清洗完(wán)畢後，從計量系(xi)統上電開始計(ji)量起,采集n(n<=20)分鍾(zhōng)的每秒平均量(liàng)，孔闆清洗期間(jian)估算的🍉流量就(jiu)是每秒平均量(liang)與清洗孔闆過(guo)程中累💯積時間(jian)秒數的乘積。
第(di)三種:記錄孔闆(pan)清洗前n(n<=20)分鍾的(de)每秒平均量，孔(kong)闆清洗結束,從(cóng)計量系統上電(diàn)開始計量起，再(zài)記錄n(n<=20)分鍾的每(měi)秒🔆平均量,然後(hòu)将㊙️兩個平均量(liàng)再做平均,孔❌闆(pan)清洗期間估算(suàn)的流量就是最(zui)後的平均秒流(liu)量與清洗孔闆(pǎn)過程的📱時間秒(miao)累積的乘積。
　　通(tong)過經驗方法估(gū)算孔闆流量計(ji)清洗期間的流(liú)量,就㊙️是♋平✔️均瞬(shùn)時流量與孔闆(pan)清洗時間的乘(chéng)積。孔闆流量計(jì)清洗期間，沒👌有(yǒu)節流件，流速将(jiāng)增加，除了利用(yòng)平均瞬時流量(liàng)來估算，還需不(bu)需要另外進行(hang)流量補償呢?在(zai)行業領域中主(zhǔ)要有兩種認識(shi):一種認🔴爲，孔闆(pǎn)流量☂️計清洗時(shi)間短，天然氣在(zài)👅封閉管道中🌍流(liu)動，流量變化很(hen)小，無需補償;另(lìng)一種認爲，在孔(kǒng)闆提出瞬間，流(liu)速增加，流量增(zēng)大，應該補償。行(hang)業領域内的這(zhe)兩種觀點目前(qian)都尚未得到有(you)❗效⚽實驗論證，無(wu)法準确指導現(xian)場應用，因此，有(yǒu)必要通過理論(lun)進行分析，并通(tong)過實驗來論證(zhèng)。
2孔闆流量計工(gōng)作原理
　　差壓式(shi)孔闆流量計 是(shì)基于流體流動(dòng)的節流原理，利(lì)用流體流經節(jiē)流元件時産生(sheng)的壓力差與其(qi)流量間的對應(ying)關系，通過測量(liàng)壓差實現對🥵流(liú)量的測量。充滿(mǎn)管道的流體，當(dang)它們👉流經管道(dao)内的節流裝置(zhì)時，流束将在節(jie)流裝置的節🈲流(liu)件處形成局部(bu)收縮，從而使💚流(liu)速增加🙇‍♀️，靜壓力(lì)低，于是在節流(liu)件‼️前後便産生(shēng)了壓力降，介質(zhi)流動的流量越(yue)大，在節流件前(qian)後産生的壓差(chà)就越大，所以孔(kǒng)闆流量計可以(yǐ)通過測量壓差(cha)來衡量🈲流體流(liú)量的大小。流‼️體(ti)流動的流量越(yue)大，在節流件前(qian)後産生的壓差(cha)就越大，所以孔(kong)闆流量計可以(yǐ)通過測量壓差(cha)來衡量流體流(liu)量的大小。這種(zhong)測量方法是以(yǐ)能量⭐守衡定律(lǜ)和流動連續性(xing)定律爲基準的(de)。
　　孔闆以開孔銳(ruì)利度來保證精(jing)度，對腐蝕、磨損(sǔn)、結垢、髒污敏感(gan)❌，長期使用精度(du)難以保證，在天(tiān)然氣輸送中，孔(kǒng)闆大量的🎯接觸(chù)💋重烴、泥沙等，需(xu)經常拆下清洗(xǐ)🔴。孔闆流量計清(qīng)洗前與清洗期(qī)間天然氣流态(tài)見圖1、圖2。
 
　　GB/T21446-2008《用标準(zhun)孔闆流量計測(cè)量天然氣流量(liang)》中，天然氣在标(biāo)準參比條件下(xia)的體積流量實(shí)用公式爲:
 
式中(zhong):
qvn一天然氣在标(biāo)準參比條件下(xia)的體積流量;
Avn一(yi)體積流量計量(liang)系數是采用計(jì)量單位而定;
C一(yi)流出系數;
E一漸(jiàn)近速度系數;
d一(yī)孔闆開孔直徑(jìng)，mm;
Fc一相對密度系(xì)數;
ε一可膨脹性(xing)系數;.
Fz一超壓縮(suō)系數;
FT一流動溫(wēn)度系數;
P1一孔闆(pǎn)上遊側取壓孔(kǒng)氣流絕對靜壓(yā)，MPa;
△P一氣流流經孔(kong)闆時産生的差(cha)壓，pa.
　　當孔闆流量(liàng)計處于清洗過(guò)程中，孔闆被搖(yáo)至上閥腔🔞後，此(ci)時🐉無壓差△P産生(shēng),也就無法用此(ci)公式對天然氣(qì)流♈量進行計算(suan)。
3現場實驗
3.1并聯(lian)孔闆流量計比(bi)對實驗
　　從一個(gè)完整的計量支(zhi)路來看，隻要它(tā)與下遊之間存(cún)在壓差,将孔闆(pan)提出計量管後(hou)，計量管段處于(yu)全🧑🏾‍🤝‍🧑🏼通狀态，氣流(liú)通✨過的橫截面(mian)積驟然增加，由(you)于缺少👄阻力元(yuán)件孔闆⚽的節流(liú)作用，此時通過(guo)的天然氣流速(su)增加，總量也會(huì)随之增加7。
　　爲了(le)論證這個理論(lun)，選擇-一個上、下(xia)遊氣源相對穩(wen)☔定的計量點，站(zhan)場彙管上并聯(lian)安裝有兩條規(gui)格型🤟号、工🙇‍♀️藝布(bu)局完全相似的(de)孔闆流量計J1、J2(DN150,表(biǎo)壓3.2MPa)進行實驗(圖(tu)3、圖🧡4)。
 
　　實驗方法:選(xuan)擇在上下午不(bú)同時段，分别清(qīng)洗J1和J2共做兩次(ci)實驗。清洗孔闆(pǎn)流量計J1(J2)，在清洗(xǐ)過程中，J1(J2)由于❓缺(que)少阻力元件孔(kong)闆的節流作用(yong)，彙管中絕大部(bù)分🐕天然氣流向(xiàng)J1(J2),J2(J1)瞬時流量(以下(xia)簡📱稱瞬量)減少(shǎo)，而彙管✔️總瞬量(liang)(J1與J2的瞬量之和(hé))在孔闆流量計(ji)清洗前後基本(ben)穩定，通過彙管(guan)總瞬量減去J1(J2)清(qīng)洗期間J2(J1)平均瞬(shun)量，來推算出J1(J2)清(qīng)🈚洗期間流經JI(J2)的(de)天然氣大緻瞬(shùn)量🌈。利用💯天然氣(qi)大緻瞬量估算(suàn)的流量，與按照(zhào)經驗方法三(清(qing)洗前後20分鍾平(píng)均瞬時流量)估(gu)算的流量進行(háng)對⭐比。
3.1.1第一次實(shí)驗:清洗孔闆流(liú)量計JI(14分鍾)
(1)清洗(xǐ)孔闆流量計J1，清(qing)洗前、中、後J1、J2、總瞬(shun)量如表1所示。
 
　　從(cong)表1室驗數據可(kě)以看出，總瞬量(liàng)在孔闆清洗前(qián)和🍉清洗後
　　基本(běn)一緻，由此可推(tuī)算J1清洗期間瞬(shun)量qJ1及總流量QJ1:
J1清(qing)洗期間瞬量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清(qing)洗期間總流量(liang)QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗孔闆流量(liàng)計J1,清洗前、後20分(fen)鍾J1瞬量如表2所(suo)示。
J1清洗期間瞬(shun)量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清洗期間總(zong)流量Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從第一次(cì)實驗可以看出(chū)，孔闆流量計J1清(qīng)洗期間的實際(jì)🔅流量約🙇‍♀️爲5723m3，利用(yong)經驗方法估算(suan)的流量爲3874m3，兩者(zhě)相差👌47.7%，1.48倍。
 
3.1.2第二次(cì)實驗:清洗孔闆(pǎn)流量計J2(21分鍾)
(1)清(qing)洗孔闆流量計(jì)J2，清洗前、中、後J1、J2、總(zǒng)瞬量如表3所示(shi)。
 
從表3實驗數據(jù)可推算J2清洗期(qi)間瞬量qJ2及總流(liú)量qJ2:
J2清洗期間瞬(shùn)量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清洗期間總(zǒng)流量QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清洗孔闆(pǎn)流量計J2,清洗前(qian)、後20分鍾J2瞬量如(rú)表4所示。
 
J2清洗期(qi)間瞬量qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清洗期(qi)間總流量QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第(dì)二次實驗可以(yi)得出，孔闆流量(liàng)計J2清洗期間的(de)實際流量約爲(wei)13017m3,利用經驗方法(fa)估算的流量爲(wei)9953m3，兩者相差30.8%，1.31倍。
3.2串(chuàn)聯孔闆流量計(jì)與超聲波流量(liàng)計比對實驗
　　爲(wei)了進一步論證(zheng)在孔闆清洗期(qi)間應進行流量(liang)補償，選擇🏃一個(gè)無人值守單井(jǐng)站，該站井口産(chan)量較小，場站♉工(gong)藝簡單，有孔闆(pǎn)流💋量計和超聲(shēng)波流量計串聯(lián)，且兩⁉️套裝置的(de)直徑、工藝布局(jú)完全相似。.上遊(yóu)爲高級孔闆閥(fa)，下遊爲超聲波(bō)流⭐量計置，管徑(jìng)爲DN100，壓力💁爲2.5MPa,兩台(tai)裝置相鄰不足(zú)20米💁。見圖5、圖6。
 
 
　　實驗(yan)方法:清洗上遊(yóu)孔闆流量計，上(shàng)、下午共清洗兩(liang)次，記錄在上遊(yóu)孔闆流量計清(qīng)洗期間，流經下(xia)遊超聲波裝置(zhi)♉的天🔆然氣流量(liàng)🏃🏻‍♂️，推算清洗期間(jiān)流經孔闆🈲流量(liàng)計的天然✊氣流(liú)量大緻範圍。
3.2.1第(dì)一次實驗:清洗(xi)孔闆流量計16分(fen)鍾
(1)清洗孔闆流(liú)量計前、後20分鍾(zhong)瞬量如表5所示(shì)。
清洗期間瞬量(liàng)q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清洗期間總流(liu)量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清洗孔闆流(liú)量計期間，下遊(you)超聲波流量計(ji)累積流量如表(biao)6所示。
 
 
　　上遊孔闆(pan)流量計清洗期(qī)間流經下遊超(chāo)聲波流量🔞計的(de)總流🙇‍♀️量Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從第一(yi)次實驗可以得(de)出,孔闆流量計(ji)清洗期間的實(shi)際流量約爲698m3，利(li)用經驗方法估(gu)算的流量爲560m3,兩(liang)者相差25%，1.25倍。
3.2.2第二(er)次實驗:清洗孔(kong)闆流量計15分鍾(zhōng)
(1)清洗孔闆流量(liàng)計前、後20分鍾瞬(shun)量如表7所示。
 
清(qīng)洗期間瞬量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清(qing)洗期間總流量(liang)Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗孔闆流量(liang)計期間，下遊超(chāo)聲波流量計累(lèi)積流👌量如表8所(suo)示。
 
　　上遊孔闆流(liu)量計清洗期間(jiān)流經下遊超聲(sheng)波流量計🥵的總(zong)流🍓量Q=33478820-33478227=593(m3)
從第二次(cì)實驗可以得出(chū)，孔闆流量計清(qing)洗期間的實際(ji)流量約爲593m3,利用(yong)經驗方法估算(suan)的流量爲471m3,兩者(zhe)相差.26%，1.26倍。
4結論
　　從(cong)現場實驗可以(yi)得知，在孔闆流(liu)量計清洗期間(jian)，由于缺少阻力(lì)元件孔闆的節(jiē)流作用，管道内(nèi)天然氣的流速(su)加快，流經孔闆(pan)流量計的流量(liàng)增加。因此，利用(yòng)經驗方法(平均(jun1)瞬時流量)估算(suan)的流量與實際(ji)流量相差較大(da)。四次現🙇🏻場實驗(yàn)，實際流量與💋估(gū)算流量相差最(zuì)小爲25%，1.25倍，最大爲(wei)47.4%，1.48倍。假設某天然(rán)👨‍❤️‍👨氣場站每天🥵生(shēng)産的天然氣爲(wèi)5x106m3,每周清洗一次(ci)，每次20分鍾,按照(zhao)實際流量與估(gū)算流量相差1.25倍(bei)計算,則估算流(liu)量與實際流量(liang)相差約69445m3。全年清(qīng)洗48次，則相差約(yuē)3.4x106m3。清洗次數越多(duo)、時間越長，流量(liang)損失也就越大(da)。如果不進行流(liú)量補償，勢必會(huì)造成📞估算的天(tian)然氣流量偏低(dī)，有失計🈲量的公(gōng)平、公🏃‍♂️正。因此，在(zài)估算天然氣流(liú)量時進行補償(cháng)是🛀🏻非常必要的(de)。

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