引言
   随着天然氣(qì)在我國的發展速(su)度飛快，所以需要(yào)精度高的天✌️然氣(qi)流量測量計。目前(qián)我國大部分天然(ran)🔱氣企業采用的天(tiān)然🛀🏻氣流量測量儀(yi)器爲孔闆流量計(ji) ，其具有結構簡單(dān)，造價便宜且其測(ce)量精度高的優🈲點(diǎn)🛀🏻。據🎯有💋關數據表明(ming)，超過百分之九十(shí)五的石油天然氣(qi)企業把孔闆流量(liang)計🔴用在貿易計量(liàng)計上。孔闆流量計(jì)是檢測裝在管路(lù)中的同心孔闆兩(liang)邊的壓力差來得(dé)到流量數據的一(yī)類檢測儀器。其主(zhǔ)要是由節流裝置(zhi)、差壓計、壓力計和(hé) 溫度計 構成。它根(gēn)據能量守恒定律(lü)和流動連續性方(fang)程這些原理來設(shè)計制造的。它的計(jì)算天然氣流量的(de)方法是通過節流(liú)裝置産生壓力差(chà)，然後再進過一些(xiē)♊儀器測量壓力差(chà)和壓力、溫度，最後(hou)在使用流量積算(suan)儀或者計算機控(kòng)制系統最後得到(dào)數🔴據。
1 孔闆流量計(jì)工作原理及特點(dian)
   孔闆流量計以能(néng)量守恒定律和流(liu)動連續性方程爲(wei)設計原理，其計算(suan)方法是根據裝在(zai)管路中的同心孔(kǒng)闆兩🌏邊的壓力差(cha)來計算的，其結構(gou)是由溫度計、壓力(lì)計、節流裝置等構(gòu)成。由于其造價便(bian)宜，結構簡單，具有(you)較高的測量精度(du)，并且适用于精度(dù)要求🤞不高的工程(chéng)測量以及貿易。我(wǒ)國使用🈲孔闆流量(liang)計已經有很長的(de)一段時間了，并🆚擁(yong)有非常成熟👌的孔(kong)闆流量計設計，生(sheng)産，加工經驗，其生(sheng)🧡産的孔闆流量計(ji)也可以測量一些(xie)⁉️未知範圍的天然(ran)氣流量。現目前，我(wo)國主流的天然氣(qì)👈測量儀器還是孔(kong)闆流量計。
2 天然氣(qì)流量計算方法
2.1 天(tian)然氣體積流量計(jì)算基本公式
（1）
式中(zhōng) Qn———标準狀态下天然(rán)氣體積流量，m3/s；
C———流出(chū)系數；
β———直徑比；
ε———可膨(peng)脹系數；
d———孔闆開孔(kong)直徑，mm；
Δp———節流件前後(hòu)的壓差，Pa；
ρ1———天然氣在(zài)上遊工況條件下(xià)的密度，kg/m3；
ρn———天然氣在(zài)标準狀态下的密(mi)度，kg/m3。
2.2 天然氣體積流(liú)量計算實用公式(shi)
（2）
式中，As———秒計量系數(shu)，視采用計量單位(wèi)而定，此式As=3.1794×10-6；
E———漸進速(su)度系數；
FG———相對密度(dù)系數；
Fz———超壓縮因子(zǐ)；
Fr———流動溫度系數；
P1———孔(kǒng)闆上遊取壓孔絕(jue)對靜壓，MPa。
3 孔闆流量(liàng)計計量誤差分析(xī)
3.1 流出系數C對計量(liàng)精度的影響
   孔闆(pan)流量計的校準于(yú)流出系數有關，它(ta)需要在上遊直管(guan)段達到足夠的長(zhang)度，同時其的節流(liú)裝置需要到達必(bi)要的🔞技術要求。而(er)流動系數又與雷(lei)諾數有關且随其(qi)變化。c值增大時，雷(lei)諾數會🚩變小，反之(zhi)則c值減小時，雷諾(nuò)數會增大。流動🏒系(xì)數C也會随着流量(liang)變化而變化，其變(bian)化是随流量的變(biàn)大而減小，當實💞際(ji)的流量比刻🌈度流(liú)量小時，則⭐由其帶(dài)來的流量誤差會(huì)增大。同時C值是個(gè)變量，其根據雷諾(nuò)數改變而改變，當(dāng)雷諾數到一定值(zhí)時，其變化量将會(huì)變小。關🌈于法蘭取(qǔ)壓，雷諾數要超過(guo)106，而關于交接取壓(yā)其值要超過210.
3.2 被測(cè)介質實際物理性(xing)質的不确定度因(yin)素
（1）天然氣相對密(mi)度對流量計量的(de)影響。
   天然氣流量(liang)值會随着1/Gr變化而(ér)變化，其兩者之間(jiān)關系是🚶‍♀️正比🔱例🈲關(guan)系，這一點可以從(cóng)上面公式（2）中可得(de)知中可以✍️看出。假(jiǎ)如把Gr看作一個單(dan)獨的量，那麽當Gr的(de)不确定度爲正負(fu)百👣分之零點五，這(zhe)是天然氣标準體(tǐ)積流量的不确定(ding)因素爲正負百分(fèn)🔴之零點二五，因此(cǐ)顯而易見流量計(jì)量會受到天然氣(qì)實際的⁉️相對密度(dù)的🈲影響。而導緻Gr不(bu)确定度出現的原(yuan)因是由于沒有測(cè)量和分析以🎯及确(que)定出真實天然氣(qi)的相🤞關物理參數(shu)。例如🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，實際空氣的(de)組分偏離标準組(zǔ)分的偏離程度，各(gè)有關❄️組分分子量(liàng)測量的不确定🍓度(du)。目前Gr有兩種辦法(fǎ)确認，第一是用浮(fú)力氣體天平⭕、動量(liàng)比重計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻等儀器檢(jiǎn)測其實際相對密(mi)度；第二種是采用(yòng)氣分析儀器，先得(de)知天然氣的全部(bu)組成部分，再根據(ju)🌈其算出Cr值。現在我(wǒ)們國家通常✌️使用(yòng)後一種方法。但是(shi)因爲存在着壓力(lì)溫度差，所以Gr是一(yi)個變量。這時需要(yào)使用在線色譜，觀(guan)察其變化狀況，從(cong)而進一步增加計(jì)量的精度。
（2）天然氣(qi)壓縮因子對流量(liàng)計量的影響。
    流量(liàng)計 量的結果通常(cháng)表現爲在實際運(yùn)行中的流量流出(chū)，但是✊因爲☎️各✊個工(gōng)程的實際情況不(bu)同，那麽這時候就(jiù)一般認爲标準氣(qì)體流量。當我們遇(yu)到外部因素的影(yǐng)響🧡時（氣壓不高、溫(wēn)度高），也可以用理(li)想氣體方程等到(dào)體積流量。然而現(xian)實和理想是有☎️差(chà)異的，同樣的現實(shí)氣體也同樣與🏃‍♀️理(lǐ)想氣體有💜差異，特(te)别是✌️在由于管道(dào)壓力大和其溫差(cha)大時，理想氣體狀(zhuàng)态方程不在适用(yòng)在這裏。可以計算(suàn)出天然氣壓縮系(xì)數辦法的有三種(zhong)，第一是用卡茨曲(qu)線圖求解法，其優(you)點在于💔求解方法(fǎ)快速，使用方便，但(dàn)其缺點就是誤差(chà)較大。第二是✔️采用(yòng)卡🈲茨表求解法，但(dan)其缺點在🈲于算法(fa)繁瑣，當沒有有關(guān)🥰壓縮系數時還要(yào)用到内插法，但其(qí)優點在于算出的(de)數🔅值最準确。第三(san)種是㊙️查閱《天然氣(qì)壓縮系數速查手(shou)冊》。
（3）可膨脹系數ε對(duì)流量計量的影響(xiang)。
   我們需要在氣體(ti)經過孔闆的時候(hòu)對密度的影響的(de)變化加入一個修(xiu)正系數ε。這個引進(jìn)的系數使我🏃‍♂️們在(zai)實際⛱️工作中産生(shēng)誤差一個主要的(de)原因。如果👣工作中(zhong)天然氣的流量沒(mei)有達到預期的程(cheng)度的時☂️候，真正的(de)修正系數的ε會比(bǐ)規劃中的ε要小很(hen)多。最♉後讓工作中(zhōng)得出的結果數據(jù)要比預期的數據(ju)小❄️很多。假設真🌈正(zheng)修正系數比工作(zuo)中的修正系數要(yao)大，最後得到的結(jie)果也要比真正地(di)結果要大很多。
（4）脈(mò)動流對流量計量(liàng)的影響。
   造成脈動(dong)流的根本原因是(shi)因爲儀器管道中(zhong)氣體流🐕過的速度(dù)還有氣體的壓力(li)産生改變，這個改(gǎi)變🏃‍♀️能夠引導出壓(yā)力差的改🈲變，讓我(wo)們儀器記錄下來(lái)的線條是不是一(yi)根線☎️。而是一段寬(kuan)帶🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。然而讓這個✏️脈(mo)動流産生的原因(yīn)有些隻有一個，而(er)另一些卻是有很(hěn)多個原🚶因結合到(dào)一起的。比如我🏃們(men)長距離管🏃道中殘(can)餘液🔱體的積累，壓(yā)縮天然氣的儀器(qi)的使用，天然氣井(jǐng)田中壓力的變化(huà)擾動，天然氣使用(yong)單位不能很平均(jun1)的使用天然氣。能(néng)夠有穩定的流量(liang)流動才是截留裝(zhuāng)置計算流量最基(jī)本的因素，當☎️我們(men)需要測量的單位(wei)産生波動的時候(hou)，我們就不能很🔴好(hao)的對其進行測量(liàng)，這樣就💘會使測量(liang)的誤差增大。因此(ci)⚽我們爲了讓我們(men)最終的🔴測量結果(guǒ)誤差小，就有必要(yào)對脈動流進行削(xue)弱。
3.3 儀器的設計、安(an)裝管理誤差分析(xī)
（1）儀器的設計誤差(chà)
   儀器差生誤差的(de)原因是因爲儀器(qi)本身設計的不足(zú)或者💞是因爲在儀(yí)器使用的時候産(chan)生了一些不可預(yu)🈲測的✍️改變。這種誤(wù)差主要是以下幾(ji)個方面體現出來(lai)：第一是因爲儀器(qi)孔闆的上面㊙️構成(chéng)角度的💰尖銳程度(dù)還沒有達到預期(qī)的标準，儀器管孔(kǒng)的參📱數沒有按照(zhào)計算制造，儀器控(kong)闆的高不能達到(dào)工☔作标準，或者🔴是(shì)工作本身就沒🐇有(yǒu)按照規定的流程(cheng)進行，緻使工作中(zhong)出現許多不可逆(nì)的失誤，最終導緻(zhi)誤差的産生。
（2）安裝(zhuāng)管理誤差
   那麽這(zhe)個誤差會最後發(fā)展成一個不能有(you)一個準㊙️确判定的(de)持續差生誤差的(de)源頭。産生這種誤(wù)差有很強🌈的普通(tōng)性。比如在施工的(de)時候，符合要求的(de)施🔞工材料💯不夠，施(shi)工的材料參數🥵不(bú)能滿足施工所需(xu)要的參數，這些參(can)數🔴具體體現在材(cai)料的長度，材料♈的(de)制造工藝🌍，材料孔(kǒng)闆的形變，還有材(cai)料中冗餘物質對(duì)材料本身參數造(zào)成的映像，材料雷(lei)諾參數的不能滿(man)足制造所需的要(yào)求，材料焊🈲接的位(wei)置發生偏差。而管(guan)理上面的錯誤主(zhǔ)要在于：工作🈲儀器(qì)不是我們所需要(yào)的儀器、孔闆的直(zhi)徑不能通過相🥰應(yīng)的流量，引壓管、平(píng)衡👨‍❤️‍👨閥、差壓計各連(lian)接部位發生的錯(cuò)誤，人員自身💋操作(zuo)産生的錯誤。
3.4 流量(liàng)積算方法不當對(dui)計量的影響
   現階(jie)段我們使用的一(yi)般的孔闆節流裝(zhuāng)置和與它解構不(bu)一樣的二次測量(liang)工具使用不一樣(yàng)的數據計算方法(fa)。我們需要使用符(fu)合規則的孔闆流(liú)量工具來計算天(tiān)然氣的流量，它的(de)數據和天然氣的(de)各個方面都有密(mi)不可分的聯系。假(jia)設我們使用的流(liu)量測量體系并沒(méi)有符合相應的配(pèi)置工具，它就會在(zai)工作時不能夠進(jin)行準确的計算，使(shǐ)儀器的誤差增大(dà)。
4 孔闆流量計運行(hang)中準确計量的影(yǐng)響因素
現階段我(wǒ)們的儀器維護闆(pan)的流量統計表經(jīng)過長👈期的使用經(jing)常出現一下一些(xie)問題：
（1）我們使用的(de)最基本的孔闆測(ce)量儀器，有一個能(neng)夠測量的❄️範圍有(you)限、測量的準确性(xìng)不高、測量本體的(de)環境因素影響較(jiao)多時我❤️們需要使(shǐ)用不同的孔闆原(yuán)件。
（2）在一些特殊的(de)時間裏，我們的天(tiān)然氣中含有許多(duo)的雜質🈲，使天然氣(qi)的純度得不到提(tí)高。這會讓計量儀(yi)器管道被堵塞，造(zao)成一些其實可以(yǐ)避免的誤差。
（3）因爲(wei)現階段的天然氣(qi)與天然氣液體不(bú)能很好的分開，會(huì)讓導出壓力的管(guan)道中和壓力計算(suàn)記因爲正壓與負(fu)面壓力而産生✏️多(duō)餘的水分與油，這(zhè)會讓差壓計因爲(wèi)有♉多餘的♉液體而(er)計算不準确。
（4）孔闆(pan)在每隔一段時間(jian)都需要檢查一次(ci)，還需要經🔴過洗淨(jing)與測量常規參數(shu)，但是天然氣計的(de)工作條件不好，不(bu)💁能每隔一✊段時間(jian)就進行檢查與維(wéi)修。
（5）當介質的壓力(li)和溫度都發生不(bu)同的變化的時候(hou)，天然🤞氣的體積也(yě)會跟随這變化，這(zhe)會讓天然氣計出(chu)現誤差。
5 提高孔闆(pǎn)流量計計量精度(du)的措施
我們從計(ji)量天然氣産生誤(wu)差的原因入手，研(yán)究出幾種在進行(hang)❌天然氣計量不同(tóng)時間段的不同辦(bàn)法☂️來降低誤差。
5.1 孔(kǒng)闆流量計的設計(ji)安裝上應嚴格符(fú)合技術标準
我們(men)現階段的孔闆節(jiē)流裝置應該要和(he)規定（SY/T6143-1996）所有的指标(biāo)❤️都要吻合，尤其實(shí)在進行安裝的時(shí)候，必須要與響應(yīng)的參數來匹配相(xiang)應的材料，大多數(shù)情況👈下都需要最(zuì)少前30D。
5.2 消除脈動流(liu)
（1）使用風吹，掃除的(de)，清理管道或者在(zai)低的地方使用分(fen)液器來讓管道中(zhong)多餘的液體減少(shao)。
（2）我們需要我計量(liang)能力能夠做到的(de)情況下，使測量🚩管(guan)🏃道的内徑見效，從(cóng)而讓差壓和孔徑(jìng)比得到提高。
（3）在實(shí)際工作中，我們要(yào)盡可能使用短引(yǐn)壓管線，這樣的目(mù)的是爲了讓引壓(ya)管線中的阻力，而(ér)且還能💃🏻讓上遊和(he)下遊的管💋線的長(zhǎng)一樣。這樣就能在(zài)實際工作中降低(di)工作系統裏的諧(xie)🔆振和壓👉力脈動振(zhen)幅。
（4）我們需要将測(cè)量點的前面增加(jiā)一個調整壓力的(de)閥門，使壓力能夠(gòu)平穩的被輸出，在(zài)測量管前面增💛加(jia)一個緩沖罐用來(lái)使氣體得到儲存(cún)和釋放也能🛀起到(dao)見♈效誤差㊙️的作用(yong)✊。
（5）控制計量管段下(xià)流閥。
5.3 量值溯源
因(yīn)爲我們所需要的(de)流量的參數不是(shi)一塵不變的🐪，所🈲以(yǐ)如何讓讓儀表更(geng)加準确使我們現(xian)階段亟待解決的(de)一個問🌐題之🥵一，我(wo)們所采取的方法(fǎ)是量值溯源。
（1）作爲(wèi)原級标準的固定(dìng)裝置之一，流量量(liang)值的和流量計有(you)着🛀非常巨大的不(bú)同。流量量值的标(biao)準不能✌️進行移動(dong)💁，所以它不可以很(hěn)好的把流量參數(shu)的變化性展現出(chū)來。怎麽樣才能把(ba)流量計🏃🏻‍♂️上的最基(ji)本的擦描述🏃🏻‍♂️整合(he)成爲導出的兩，在(zai)現階段仍然是一(yī)個巨大的挑戰。
（2）在(zai)我們的孔闆節流(liu)的裝置的所有的(de)程序都滿足了現(xiàn)❓階🥵段🚶‍♀️對此的規章(zhāng)要求的時候，我們(men)的裝置就可以與(yu)幾何學與流體力(lì)✍️學一樣。我們可以(yi)以此爲基本，對我(wo)們需要的參🌍宿進(jìn)行溯源，我們的節(jie)流裝部分用長度(dù)進行檢測，壓力、溫(wēn)度、時間或氣樣分(fen)析用各自的标準(zhun)器具或标準樣氣(qi)進行檢驗，并将标(biāo)準器與國家基準(zhun)建立溯源鏈。
（3）在一(yi)些用于商業用途(tu)的計量流量的裝(zhuāng)置裏，我們在流量(liang)計⭐工作一個時間(jiān)段之後，我們就要(yao)對我們的儀器進(jìn)行檢測與維修，使(shǐ)我們的儀器能夠(gou)準确🈲。
5.4 加強業務培(pei)訓，建立健全各項(xiang)規章制度
   我們需(xu)要對員工進行強(qiang)化訓練，使他們能(neng)夠提高自身的📐技(jì)術能力水平，使他(ta)們能夠在出現問(wen)題的同時能夠及(jí)時🐆的檢測出來并(bìng)且能夠将其維修(xiū)完好，讓工作原件(jiàn)的工作壽命能夠(gòu)得到最大化的提(tí)升。我們還需要擁(yōng)有一個完善的計(jì)量責任體制，讓員(yuán)工按照規章制度(du)對儀☀️器進行定期(qī)🚩的維護與修理，并(bìng)且對每一個儀器(qi)都能有一個完備(bèi)的資料庫，這樣才(cai)能使工作人員能(néng)夠及時的發現問(wen)題并且進行處理(lǐ)。在現階段的規定(dìng)中，我們必須對我(wo)們的儀器進行每(měi)個月一次的清潔(jié)處理，檢查我們儀(yí)器的計量準确度(du)，儀器的D/A轉換通道(dao)，還有對❓儀器計算(suan)🛀流量的程序、有損(sǔn)壞的孔🤩闆都要做(zuò)好及時檢測與更(gèng)換，最後我們必須(xu)要把天然氣的生(sheng)産檢測狀況的檢(jian)測加💋強，這樣才能(néng)提高檢測🈲的準确(que)成都，從根🤩源上減(jian)少誤差。
5.5 孔闆流量(liàng)計發展與展望
   孔(kǒng)闆流量計是一種(zhong)很實用并且發展(zhan)時間很長的流量(liàng)計算工具，它由很(hěn)多個相互不聯系(xì)的部分結和在一(yi)起。這些部分之間(jiān)能不能很好的搭(dā)配到一起，它們安(an)裝的流程是不是(shi)符合規章流程，都(dōu)可能從正面作用(yòng)到計量工具的誤(wù)差大小。所以我們(men)研究一個一體化(hua)的流量計的成品(pǐn)的時候，我們需要(yào)将它的解構盡可(kě)能的簡單化，并且(qie)提高它的穩定性(xìng)，使它的性價比能(néng)得到巨大的提升(shēng)。孔闆流量計是一(yi)個很有市場前途(tu)的商業項目，它的(de)發展依靠社會科(ke)技發展的速度。現(xian)階段世界上的計(jì)量工具的發展大(dà)環境是要将計量(liàng)鞠躬一體化，并且(qie)做到計量儀器的(de)正确性，能夠智能(néng)化。還需要優于現(xiàn)階段社會的軟件(jiàn)功能，還要擁有能(néng)與DSC連接的RS485微機連(lián)通接口，這樣才能(neng)使工作人員進行(hang)檢測的時候能夠(gòu)很迅捷、簡便的爲(wei)工作人員提供檢(jian)測。以上的條件都(dōu)能讓我們計量工(gong)具的發展得到平(ping)穩的發展。
6 結語
   我(wǒ)們從上文能夠得(dé)出結論，現階段我(wo)們的孔闆流量🔱計(ji)還不能很好的在(zai)天然氣作業中進(jin)行使用，其中的困(kun)難還非常之多，各(ge)種因素的影響導(dao)緻最後的結果📱不(bu)能很準确。

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