孔板流量計在天然氣計量中的誤差分析 孔板流量計技術(shù)指標(biāo)

第第頁孔板流量計在天然氣計量中的誤差分析孔板流量計技術(shù)指標(biāo)摘

要：通常孔板流量計的測量精準(zhǔn)度能夠充分國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，但在實際使用中，由于節(jié)流裝置的設(shè)計、制造、安裝和使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求等原因，影響了流量的測量精準(zhǔn)度。通過對孔板節(jié)流裝置測量原理、安裝要求、儀表的選擇等因素的分析，指出影響孔板流量計測量精準(zhǔn)度的根本因素是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動狀態(tài)是否偏離設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。只有使流量計在正確的工況下運行，才能削減計量誤差，確保計量精準(zhǔn)度。關(guān)鍵字：孔板流量計計量誤差途徑選擇方法天然氣計量中，使用較多的是孔板流量計，它由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管、差壓計、壓力計和溫度計等構(gòu)成。正常情況下，它的測量精準(zhǔn)度能充分國家標(biāo)準(zhǔn)和石油部標(biāo)準(zhǔn)的要求。但在實際工作中，由于節(jié)流裝置設(shè)計、制造、安裝和使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，參數(shù)選擇不當(dāng)，用戶負(fù)荷變化，人工取值不準(zhǔn)等原因，都不同程度地影響著流量測量的精準(zhǔn)度。因此，找出孔板流量計測量誤差產(chǎn)生的原因及解決方法是關(guān)系到計量精準(zhǔn)的緊要工作。1節(jié)流裝置1.1孔板制造及安裝接受孔板流量計時，對孔板加工的技術(shù)要求特別嚴(yán)格，必需符合國家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，否則，會給天然氣流量測量結(jié)果帶來誤差。（1）孔板偏心：試驗表明，孔板偏心引起的計量誤差一般在2%以內(nèi)，孔徑比β值愈高，偏心率影響愈大，所以，應(yīng)避開接受β值高的孔板。（2）孔板彎曲：由于安裝或維護(hù)和修理不當(dāng)，使孔板發(fā)生彎曲或變形，導(dǎo)致流量測量誤差較大。在法蘭取壓的孔板上進(jìn)行測試結(jié)果，孔板彎曲產(chǎn)生的最大誤差約為3.5%。（3）節(jié)流裝置內(nèi)突出物：節(jié)流裝置中伸入管內(nèi)的墊片、焊縫等也會使流量測量產(chǎn)生確定的誤差，誤差大小與突出物的位置、孔板與突出物的距離以及突出高度有關(guān)。試驗證明，當(dāng)β=0.7，突出物體位于孔板上游2倍管徑處時，產(chǎn)生的誤差最大；若突出物位于上游孔板處，誤差為16%～50%，若將突出物位于孔板下游時，對計量精準(zhǔn)度的影響要小些。1.2提高計量精準(zhǔn)度途徑（1）管道要求：國家標(biāo)準(zhǔn)對計量管長度、直管、圓度和內(nèi)表面粗糙度等都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。當(dāng)計量管最小長度不能充分標(biāo)準(zhǔn)要求時，會給流量測量結(jié)果帶來偏差，其大小與孔徑比β和雷諾數(shù)有關(guān)，所以必需在孔板前面的直管上安裝整流器，才能保證計量精準(zhǔn)度。（2）安裝要求：孔板入口端面必需與管道軸線垂直，其偏差不能超過1度。安裝孔板時要注意裝入管道的方向，嚴(yán)禁反裝，必需符合標(biāo)準(zhǔn)對不同軸度公差的要求。法蘭、孔板與取壓裝置之間的密封墊片厚度不得大于0.03D。墊片的安裝不得突入直管段內(nèi)或取壓裝置內(nèi)腔，不得擋住取壓口及引起取壓位置的更改。新建站場必需在管道吹掃并運行幾天后，再將孔板安裝到節(jié)流裝置上，以免孔板被氣體中的液、固體雜質(zhì)損傷或污染。2儀表選擇要正確選擇與使用差壓計，差壓計量程過大，流量較小，差壓計工作在30%以下，會大大降低流量測量精準(zhǔn)度，當(dāng)計量流量減小后，要適時更換差壓計的量程彈簧或孔板規(guī)格，否則，差壓誤差會成倍加添。在選擇儀表差壓值時，既要考慮孔徑比β，又要使經(jīng)過孔板壓力損失后的壓力能充分生產(chǎn)需要。法蘭取壓β值應(yīng)在0.15～0.7之間，這樣既可保證計量精準(zhǔn)度，又可以削減壓力損失。3脈動流的影響（1）脈動流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生驀地變化，造成脈動流，它能引起差壓的波動，使記錄曲線變成一個寬帶。①天然氣井若為氣水同產(chǎn)，這些井的計量差壓均發(fā)生波動；②長輸管道或氣田管道積液造成計量差壓波動；③天然氣壓縮機的使用使計量差壓發(fā)生波動；④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發(fā)生急劇變化，供氣調(diào)壓閥驀地開大或關(guān)小也會導(dǎo)致差壓波動。（2）抑制脈動流的方法。①除去或闊別脈動源：實行控水采氣；接受高效分別器，加強氣水分別；對積存在計量管段、導(dǎo)壓管、流量計高處與低處壓波紋管室中及管道中的凝析液應(yīng)適時吹掃或清管。②掌控計量管段下流閥：實踐證明，掌控下流閥對各類脈動源引起的差壓波動都有抑制作用。③加裝緩沖罐：可在測量管段前加裝緩沖罐，可儲存和釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動源引起的差壓波動，也可設(shè)置專門的脈動衰減器。④提高差壓和孔徑比β：對于同一條計量管道，若要提高差壓，就要降低孔板直徑，使孔徑比β降低，為了使差壓和孔徑終都提高，必需相應(yīng)減小計量管管徑。⑤安裝調(diào)壓閥：在測量點前入口處加裝調(diào)壓閥，穩(wěn)定輸出壓力，可有效地削減脈動現(xiàn)象對計量精準(zhǔn)度的影響。4結(jié)束語影響孔板流量計測量精準(zhǔn)度的根本原因是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動狀態(tài)是否偏離設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實際使用中，應(yīng)嚴(yán)格依照設(shè)計要求定期對節(jié)流裝置、孔板、雙波紋差壓計進(jìn)行檢查和調(diào)校，這樣才能削減計量誤差，確保計量精準(zhǔn)度。傳統(tǒng)的孔板流量計機體現(xiàn)場清理過程是一個骯臟、笨拙、既花錢而又低效的工作。它需要把流量計機體從管內(nèi)拖出，然后或是放在固定的管子上或是用吊車吊起來，再用粗大而費用不菲的磨石通過其內(nèi)部來回旋轉(zhuǎn)進(jìn)行清理。這是個既費勁費錢，而又低效的勞動。由于這不僅需要花錢租賃專用起吊設(shè)備、雇用嫻熟管工，還會由于磨石的旋轉(zhuǎn)而碰傷流量計機體的內(nèi)表面，最后產(chǎn)生的廢棄殘屑也會污染四周環(huán)境。美國伊利諾伊州的羅伯特·A·博恩斯先生察看到傳統(tǒng)清理過程的弊端，經(jīng)過四年的潛心討論，開發(fā)出了一種為孔板流量計機體進(jìn)行在線清理的新方法。這種被命名為“博恩斯清理法"的流量計機體在線清理過程，是其本人和工程隊在察看了設(shè)在伊里諾斯州一座大型天然氣地下儲庫的流量計清理過程中得到的啟發(fā)。博恩斯在線清理法接受專門開發(fā)的、可進(jìn)入流量計機體內(nèi)部的一種清掃法蘭，法蘭上裝有一種高壓噴槍。噴槍利用專門設(shè)計的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將一種沒有危害而又能進(jìn)行生物降解的堅硬表面清洗劑噴灑在流量計的機體內(nèi)部。噴槍上刻有通過流量計機體內(nèi)部確定部位的刻度標(biāo)記。它既能削減和清除粘附在機體內(nèi)表面的全部乙二醇和油脂類的污物和殘屑，又能最后在密閉的環(huán)路條件下捕集污物和殘屑。技術(shù)員來到清理現(xiàn)場完成這種工作是實行總承包的工作方式（交鑰匙工程），故無需其他委托人。博恩斯流量計機體在線清理法具有如下好處：（1）避開了相關(guān)設(shè)備的準(zhǔn)備、嫻熟管工的雇用以及多而雜操作過程引發(fā)的高昂費用；（2）擺脫了已往沿襲的接受旋轉(zhuǎn)磨石刮擦設(shè)備的老方法，完成了過去費用高昂的清理工作，并加強了流量計計量精度；（3）削減了流量計清理停工時間，可使其很快重新投入使用；（4）清理出的全部廢液均可在密閉環(huán)路系統(tǒng)內(nèi)最后處理。

孔板是一種特別成熟的流量測量方式，依據(jù)各類不一樣的負(fù)荷，會接受不一樣方式的孔板。普遍的有標(biāo)準(zhǔn)孔板、圓缺孔板、軸力孔板、1／4圓孔板等。

標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計可用通常清潔，粘度很小的物質(zhì)；圓缺孔板可用粘度較高，較為臟的物質(zhì)；1／4圓孔板適用于粘度較高，水流量較小的物質(zhì)；軸力孔板適用于包括液體粉塵兩相流的流量測量。

目前在孔板流量計計算中針對性的應(yīng)屬ISO5167中的有關(guān)表達(dá)式，依據(jù)不同流介特性選擇不同方法孔板。選型中特別緊要的某些都是，在這類負(fù)載下，當(dāng)多種類型孔板能夠接受的那時候，由于標(biāo)準(zhǔn)孔板的制做規(guī)范是經(jīng)長期、很多試驗推導(dǎo)出來的，有很高的可信性，應(yīng)盡量選用符合ISO51672或GB／T2624_93規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)孔板，假如加工廠按標(biāo)準(zhǔn)擠壓加工，其留量是無需校正的，并不是標(biāo)準(zhǔn)孔板及絕大部分別的流量計原裝時務(wù)必需經(jīng)行業(yè)的檢測校正。

在孔板流量計設(shè)計計算中，緊要