孔(kǒng)闆流量計(jì)計量分析(xī)

    SKLG型 差壓式(shì)孔闆流量(liàng)計 優點是(shi)适用于較(jiao)大口徑管(guan)道的計量(liàng)；結構簡單(dān)，安裝容易(yi)；無可動部(bù)件，性能可(kě)靠，耐用；應(ying)用曆史悠(yōu)久，标準規(guī)定全；SKLG型差(cha)壓😄式孔闆(pǎn)流量計按(àn)标準制造(zào)的孔闆不(bú)需要标定(dìng)；價格便宜(yi)。SKLG型差壓式(shì)孔闆流量(liàng)計缺點：壓(ya)損大時不(bú)适宜長輸(shu)管線計量(liàng)；量程比小(xiao)；前👄後直管(guan)段要求長(zhang)，占地面積(ji)大；輸出信(xìn)号爲模拟(nǐ)信号，重複(fu)性不高；對(dui)整套流量(liàng)計的精度(dù)影響因素(su)多且錯綜(zong)複雜，很難(nan)提高測量(liang)精度。
一、不(bú)确定度分(fen)析
節流式(shi)差壓流量(liang)計不确定(ding)度計算式(shi)：
（1）式中；Eqm-流量(liàng)相對不确(que)定度，% ；EC，Eε，ED，Ed，Eρ，EΔp-分别(bie)爲C，ε，D，d，ρ，Δp的相對(duì)不确定度(dù)，%；β-直🌏徑比，無(wú)量綱。
    1.SKLG型 孔(kǒng)闆流量計(jì)計 算方程(chéng)中描述流(liu)體流動狀(zhuang)态真實性(xìng)不确定度(dù)因素
    多年(nian)來，我國的(de)天然氣計(ji)量一直以(yǐ)體積流量(liang)爲結算依(yi)據，即以一(yī)個大氣壓(yā)（101.325kPa）下，20℃時的天(tian)然氣的量(liang)，對應的體(ti)🔴積流量。根(gēn)據标準，天(tian)然氣标準(zhun)體積流量(liàng)計算公式(shì)爲[2]  （2） 式中：qsc-标(biao)準狀态下(xia)天然氣體(tǐ)積流量，m3/s；As-秒(miao)計量系數(shù)，無量綱，As=3.1794×10-6；C-流(liú)出系數，無(wú)量綱；E-漸近(jin)速度系數(shù)，無量綱；d-孔(kǒng)闆開孔💛直(zhí)徑，mm；FG-相對密(mi)度系數🙇‍♀️，無(wu)量綱；ε-可膨(peng)脹性系數(shù)，無量綱；F2-超(chao)壓縮因子(zǐ)，無量綱；FT-流(liu)動溫度系(xì)數，無量綱(gang)；p1-孔闆上遊(you)側取壓孔(kǒng)氣流絕對(duì)靜壓，MPa；Δp-氣流(liú)流經孔闆(pan)時🈚産生的(de)差壓，Pa。
流出(chū)系數C爲通(tong)過節流裝(zhuang)置的實際(ji)流量值與(yǔ)理論🐇流🤞量(liang)值之比🌏。它(tā)是在上遊(you)直管段充(chōng)分長的實(shi)驗條件下(xia)🍓，并且孔闆(pǎn)節流裝置(zhi)在滿足規(gui)定的技術(shu)指标下進(jìn)行🌏校準标(biao)定的，才🌂具(jù)計量特性(xìng)。
 （3）式中： 直徑(jìng)比，β=d/D；D值的單(dān)位爲mm；當間(jiān)距符合法(fa)蘭取壓方(fang)式時🏃， L1=L2=25.4/D；當間(jian)距符合角(jiǎo)接取壓方(fang)式時，L1=L2=0。
    根據(ju)規範，孔闆(pan)開孔直徑(jing)d、測量管内(nei)徑JD、直徑比(bi)β和管徑雷(léi)🐕諾數🚩ReD的極(jí)限值應符(fú)合表1規定(ding)。
表1 孔徑、管(guan)内徑、直徑(jing)比和雷諾(nuo)數極限值(zhi)表

當氣流(liú)流束在孔(kǒng)闆前1D處充(chōng)滿管道，且(qiě)爲紊流狀(zhuàng)态🔱時，流📐出(chū)系數C的百(bǎi)分誤差爲(wèi)：當β≤0.6時，爲±0.6%；當(dāng)0.67πβ≤0.75時，爲±β%。
    2.被測(ce)介質實際(jì)物理性質(zhì)的不确定(ding)度因素
    2.1 多(duō)相、非牛頓(dùn)流體[3]~[5]
    标準(zhǔn)中要求流(liú)經流量計(jì)的流體必(bì)須是單相(xiang)的牛頓🐆流(liú)體。但是在(zai)油氣田開(kāi)采中現場(chang)液體含有(you)微粒雜質(zhì)或氣泡，氣(qi)體中有液(ye)滴或固體(ti)微粒是難(nán)以避🤞免的(de)，問🙇‍♀️題的關(guān)鍵是這些(xie)分散相的(de)含量多少(shao)會影🔞響到(dao)基本特性(xing)?确定這個(ge)界限是很(hěn)重要的，未(wèi)來界🧑🏽‍🤝‍🧑🏻限的(de)試驗研究(jiū)是流量計(ji)研制的一(yī)個✔️内容。
    結(jie)果表明：（1）用(yòng)孔闆流量(liàng)計測量氣(qi)體流量，當(dang)氣體中夾(jiá)帶少量體(ti)時，流量測(ce)量不确定(dìng)度偏高，測(ce)量的濕氣(qi)流量随β的(de)增加而減(jian)少，在β比爲(wei)0.7時，測得的(de)流量偏差(cha)爲-1.7% ；（2）當少量(liang)液體時，在(zài)β比爲0.5時表(biao)明孔闆性(xing)能較好，但(dàn)是将夾🙇‍♀️帶(dài)在孔闆上(shàng)遊脫出，以(yǐ)獲得計💋量(liàng)性能；（3）用💚舊(jiù)的孔闆流(liu)量計測量(liàng)濕氣，流量(liàng)計量值将(jiāng)降低3%。
    2.2 天然(ran)氣相對密(mì)度的影響(xiǎng)
    密度參數(shu)是天然氣(qì)測量中極(jí)爲物性參(can)數， 密度測(ce)量的不準(zhǔn)确度對整(zheng)個測量系(xì)統的不精(jing)度有着很(hen)大影響。根(gēn)據計量條(tiao)🛀🏻件估算密(mì)度帶來的(de)不确定度(dù)：當儀表精(jing)度較低運(yun)行在下限(xian)🐉時，不确😄定(ding)度爲±0.818%；反之(zhi)，不确定度(dù)🐪則在±0.793%，由此(cǐ)可見密度(du)🤩在流量測(ce)量中至關(guan)重要，所以(yi)爲🧑🏽‍🤝‍🧑🏻了準确(què)進行天然(rán)氣計量，選(xuan)用在線色(sè)🏒譜儀進行(háng)組分在線(xiàn)分析是十(shí)分必要的(de)。
    3.測量中重(zhòng)要設備（如(ru)孔闆開孔(kǒng)直徑及直(zhi)徑比）的不(bu)确🌈定度
    規(gui)範規定，标(biāo)準孔闆是(shi)由機械加(jia)工獲得的(de)一塊圓形(xíng)穿♌孔的🚶‍♀️薄(báo)闆。它的節(jie)流孔圓筒(tǒng)形柱面與(yǔ)孔闆上遊(yóu)端面垂直(zhí)，其邊緣是(shi)尖銳的， 孔(kong)闆厚與孔(kǒng)闆直徑比(bǐ)是比✔️較小(xiao)的。孔闆在(zài)🏃‍♀️測量管内(nei)的部分應(ying)該是圓的(de)并與測📧量(liang)管軸線♍同(tong)軸，孔闆的(de)兩端面應(yīng)始終是✂️平(píng)整的和平(ping)行的
    3.1 孔闆(pǎn)偏心
    根據(jù)GB2624-81規定，孔闆(pǎn)應與節流(liu)裝置中的(de)直管段對(duì)中。實驗表(biǎo)明，孔闆偏(pian)心引起的(de)計量誤差(chà)一般在2%以(yi)内，孔徑比(bi)β值愈高，偏(piān)心率🐅影響(xiang)愈大，應不(bu)用值高的(de)孔闆。

                                 
 3.2 孔闆(pan)彎曲
    由于(yu)安裝或維(wéi)修不當。使(shi)孔闆發生(shēng)彎曲或變(biàn)形， 導緻流(liu)量測量誤(wu)差較大。在(zai)法蘭取壓(yā)的孔闆上(shang)進行測試(shì)，孔闆彎曲(qu)産生的最(zuì)大誤差約(yuē)爲3.5%，見圖1。
    3.3 孔(kong)闆邊緣尖(jian)銳度
    孔闆(pan)入口邊緣(yuan)磨損變鈍(dùn)不銳或受(shòu)腐蝕發生(shēng)缺口，或孔(kǒng)闆管道内(nèi)部的焊縫(feng)或計量法(fǎ)蘭墊片，都(dōu)将使實際(jì)流量系數(shù)增大和差(chà)壓降低，造(zào)成計算氣(qi)量偏小。
    二(èr)、提高計量(liàng)精度的措(cuò)施
    1.消除氣(qì)流中的脈(mo)動流
    管道(dao)中由于氣(qì)體的流速(su)和壓力發(fā)生突然變(bian)化，造成脈(mò)🌏動流，它🌈能(neng)引起差壓(ya)的波動，而(ér)節流裝置(zhì)的流量計(jì)算公式是(shi)以蘭孔闆(pǎn)的穩定流(liú)動爲基礎(chu)的，當測量(liang)點有脈動(dong)現象時♋，穩(wěn)定原理不(bú)能成立，從(cong)而影響測(ce)量精👄度，産(chan)生計🌏量誤(wù)差。
    脈流流(liú)量總不确(que)定度等于(yu)按GB/T2624-93計算的(de)測量誤差(cha)與脈動附(fu)加不确定(dìng)度的合成(chéng)。（4）式中：ET-脈動(dòng)附加不确(què)定度，無量(liàng)綱； -軸向時(shi)均速度，m/s； -速(sù)度脈動分(fen)量均方根(gēn)值，m/s。（公式應(ying)用條件≤0.32） 因(yīn)此，爲了保(bao)證天然氣(qi)計量精度(du)，必須抑制(zhì)脈動流。常(cháng)用的措🌂施(shi)有：
    （1）在滿足(zu)計量能力(lì)的條件下(xia)，應選擇内(nèi)徑較小的(de)測量管，提(tí)高差壓和(he)孔徑比；
    （2）采(cǎi)用短引壓(ya)管線，減少(shao)管線中的(de)阻力件，并(bing)使上下遊(yóu)☂️管線長度(du)相等，減少(shǎo)系統中産(chan)生諧振和(he)壓力脈🈚動(dong)振幅增加(jiā)；
    （3）從管線中(zhōng)消除遊離(li)液體，管線(xiàn)中的積液(ye)引起的脈(mo)動可采用(yong)自動清管(guǎn)系統或低(dī)處安裝分(fen)液器來處(chu)理。
   2.計量裝(zhuang)置的設計(ji)安裝應符(fú)合規範
    由(you)于影響孔(kong)闆流量計(jì)測量精度(dù)的根本原(yuán)因是節流(liú)👄裝置的幾(ji)🍉何形狀和(hé)流動動态(tài)是否偏離(lí)設計标準(zhǔn)。因此在❌使(shǐ)用過程♋中(zhong)必須定期(qi)做好系統(tong)的校檢🌈、維(wei)護工作，對(dui)于🏃🏻‍♂️實際使(shǐ)用中的壓(yā)力、溫度、流(liu)量等工況(kuang)參數的✨變(biàn)化，應進行(háng)及時修正(zheng)。可采用全(quán)補償的流(liú)量計算機(jī)的積算方(fang)案，以減少(shao)計量❄️誤差(chà)，确保計量(liang)精度。
    3.避免(miǎn)人爲計量(liang)誤差
    加強(qiang)計量管理(li)，提高操作(zuò)人員技術(shù)素質。

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