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孔(kong)闆流(liu)量計(ji)計量(liang)分析(xi)

    SKLG型 差(cha)壓式(shi)孔闆(pan)流量(liang)計 優(you)點是(shi)适用(yong)于較(jiao)大口(kou)徑管(guan)道的(de)計量(liang)；結構(gou)簡單(dan)，安裝(zhuang)容易(yi)；無可(ke)動部(bu)件，性(xing)能可(ke)靠，耐(nai)用；應(ying)用曆(li)史悠(you)久，标(biao)準🌐規(gui)定全(quan)；SKLG型差(cha)壓式(shi)孔闆(pan)流量(liang)計按(an)标準(zhun)制造(zao)的孔(kong)闆不(bu)需要(yao)标定(ding)；價格(ge)便宜(yi)。SKLG型🍉差(cha)壓式(shi)孔闆(pan)流量(liang)計缺(que)點：壓(ya)損🔆大(da)時不(bu)适🚶‍♀️宜(yi)長輸(shu)管☂️線(xian)計量(liang)；量程(cheng)比小(xiao)；前後(hou)直管(guan)段要(yao)求長(zhang)，占地(di)面積(ji)大；輸(shu)出信(xin)🔞号爲(wei)模拟(ni)信号(hao)，重複(fu)性不(bu)高；對(dui)整套(tao)流量(liang)計☀️的(de)精度(du)影響(xiang)因素(su)多且(qie)錯綜(zong)複雜(za)，很難(nan)提高(gao)測量(liang)精度(du)。
一、不(bu)确定(ding)度分(fen)析
節(jie)流式(shi)差壓(ya)流量(liang)計不(bu)确定(ding)度計(ji)算式(shi)：
（1）式中(zhong)；Eqm-流量(liang)相對(dui)不确(que)定度(du)，% ；EC，Eε，ED，Ed，Eρ，EΔp-分别(bie)爲C，ε，D，d，ρ，Δp的(de)相對(dui)不确(que)定度(du)，%；β-直徑(jing)比，無(wu)量綱(gang)。
    1.SKLG型 孔(kong)闆流(liu)量計(ji)計 算(suan)方程(cheng)中描(miao)述流(liu)體流(liu)動狀(zhuang)态真(zhen)實性(xing)不确(que)定度(du)因素(su)
    多年(nian)來，我(wo)國的(de)天然(ran)氣計(ji)量一(yi)直以(yi)體積(ji)流量(liang)爲結(jie)算依(yi)✍️據，即(ji)以一(yi)個大(da)氣壓(ya)（101.325kPa）下，20℃時(shi)的天(tian)然氣(qi)的量(liang)，對應(ying)的體(ti)✉️積流(liu)量。根(gen)💘據标(biao)準，天(tian)然氣(qi)标準(zhun)體積(ji)流量(liang)計算(suan)公式(shi)爲🍓[2] （2）式(shi)中：qsc-标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)天然(ran)氣體(ti)積流(liu)量，m3/s；As-秒(miao)計量(liang)系數(shu)，無量(liang)綱🔆，As=3.1794×10-6；C-流(liu)💋出系(xi)數，無(wu)量綱(gang)；E-漸近(jin)速度(du)系數(shu)，無量(liang)綱；d-孔(kong)闆開(kai)孔直(zhi)徑，mm；FG-相(xiang)對密(mi)度🌈系(xi)數，無(wu)量綱(gang)；ε-可膨(peng)脹性(xing)系數(shu)，無量(liang)綱；F2-超(chao)壓縮(suo)因子(zi)，無量(liang)綱；FT-流(liu)動溫(wen)度系(xi)📧數，無(wu)量綱(gang)；p1-孔闆(pan)上遊(you)側取(qu)壓孔(kong)氣流(liu)絕對(dui)靜壓(ya)，MPa；Δp-氣流(liu)流經(jing)孔闆(pan)時産(chan)生的(de)差壓(ya)，Pa。
流出(chu)系數(shu)C爲通(tong)過節(jie)流裝(zhuang)置的(de)實際(ji)流量(liang)值與(yu)理論(lun)流量(liang)⛹🏻‍♀️值👣之(zhi)比。它(ta)是在(zai)上遊(you)直管(guan)段充(chong)分長(zhang)的實(shi)驗條(tiao)件下(xia)，并且(qie)孔闆(pan)節流(liu)裝置(zhi)在滿(man)足規(gui)定的(de)技術(shu)指标(biao)下進(jin)行校(xiao)準标(biao)定的(de)，才具(ju)計量(liang)特性(xing)。
（3）式中(zhong)：直徑(jing)比，β=d/D；D值(zhi)的單(dan)位爲(wei)mm；當間(jian)距符(fu)合法(fa)蘭取(qu)壓方(fang)式時(shi)， L1=L2=25.4/D；當間(jian)距符(fu)合角(jiao)接取(qu)壓方(fang)式時(shi)，L1=L2=0。
    根據(ju)規範(fan)，孔闆(pan)開孔(kong)直徑(jing)d、測量(liang)管内(nei)徑JD、直(zhi)徑比(bi)β和管(guan)徑雷(lei)諾數(shu)ReD的極(ji)限值(zhi)應符(fu)合表(biao)1規定(ding)。
表1 孔(kong)徑、管(guan)内徑(jing)、直徑(jing)比和(he)雷諾(nuo)數極(ji)限值(zhi)表

法(fa)蘭取(qu)壓	角(jiao)接取(qu)壓
D≥12.5mm	D≥12.5mm
50m≤D≤1000mm	50m≤D≤1000mm
0.20≤β≤0.75	0.20≤β≤0.75
ReD≥1260β2D	ReD≥5000（用(yong)于0.20≤β≤0.45）ReD≥10000（用(yong)于β>0.45）

當(dang)氣流(liu)流束(shu)在孔(kong)闆前(qian)1D處充(chong)滿管(guan)道，且(qie)爲紊(wen)流狀(zhuang)态時(shi)🐉，流出(chu)㊙️系數(shu)C的百(bai)分誤(wu)差爲(wei)：當β≤0.6時(shi)，爲±0.6%；當(dang)0.67πβ≤0.75時，爲(wei)±β%。
    2.被測(ce)介質(zhi)實際(ji)物理(li)性質(zhi)的不(bu)确定(ding)度因(yin)素
    2.1 多(duo)相、非(fei)牛頓(dun)流體(ti)[3]~[5]
    标準(zhun)中要(yao)求流(liu)經流(liu)量計(ji)的流(liu)體必(bi)須是(shi)單相(xiang)的牛(niu)頓流(liu)🌂體。但(dan)是在(zai)油氣(qi)田開(kai)采中(zhong)現場(chang)液體(ti)含有(you)微粒(li)雜質(zhi)或氣(qi)💛泡，氣(qi)體中(zhong)有液(ye)滴或(huo)固體(ti)微粒(li)是難(nan)以避(bi)💔免的(de)，問題(ti)的關(guan)☁️鍵是(shi)這些(xie)分散(san)相的(de)含💘量(liang)多少(shao)會影(ying)🐅響到(dao)基本(ben)特性(xing)?确定(ding)⛱️這個(ge)界限(xian)是很(hen)重要(yao)的，未(wei)來界(jie)限的(de)試驗(yan)研究(jiu)是流(liu)量計(ji)研制(zhi)的一(yi)個内(nei)容。
    結(jie)果表(biao)明：（1）用(yong)孔闆(pan)流量(liang)計測(ce)量氣(qi)體流(liu)量，當(dang)氣體(ti)中夾(jia)帶少(shao)量體(ti)時，流(liu)量測(ce)量不(bu)确定(ding)度偏(pian)高，測(ce)量的(de)濕💋氣(qi)流量(liang)随β的(de)增☎️加(jia)而減(jian)少，在(zai)β比爲(wei)0.7時，測(ce)得的(de)流量(liang)偏差(cha)爲-1.7% ；（2）當(dang)少量(liang)液體(ti)時，在(zai)β比爲(wei)0.5時表(biao)明孔(kong)闆性(xing)能較(jiao)好，但(dan)是将(jiang)夾帶(dai)在孔(kong)闆上(shang)遊脫(tuo)出，以(yi)獲得(de)計量(liang)性能(neng)；（3）用⛷️舊(jiu)的孔(kong)闆流(liu)量計(ji)測量(liang)濕氣(qi)，流量(liang)計量(liang)值将(jiang)降低(di)3%。
    2.2 天然(ran)氣相(xiang)對密(mi)度的(de)影響(xiang)
    密度(du)參數(shu)是天(tian)然氣(qi)測量(liang)中極(ji)爲物(wu)性參(can)數，密(mi)度測(ce)量的(de)不準(zhun)确度(du)對整(zheng)個測(ce)量系(xi)統的(de)不精(jing)度有(you)着很(hen)大影(ying)響。根(gen)據計(ji)量條(tiao)件估(gu)算密(mi)度帶(dai)來的(de)不确(que)定度(du)：當儀(yi)表🎯精(jing)度較(jiao)低運(yun)行在(zai)下限(xian)時，不(bu)确定(ding)度爲(wei)±0.818%；反之(zhi)，不确(que)定度(du)則在(zai)±0.793%，由此(ci)可見(jian)密度(du)在流(liu)量測(ce)量中(zhong)至關(guan)重要(yao)，所以(yi)爲了(le)準确(que)進行(hang)天然(ran)氣計(ji)量，選(xuan)用在(zai)線色(se)譜儀(yi)進行(hang)組分(fen)在線(xian)分析(xi)是十(shi)分必(bi)要的(de)。
    3.測量(liang)中重(zhong)要設(she)備（如(ru)孔闆(pan)開孔(kong)直徑(jing)及直(zhi)徑比(bi)）的不(bu)确定(ding)度
    規(gui)範規(gui)定，标(biao)準孔(kong)闆是(shi)由機(ji)械加(jia)工獲(huo)得的(de)一塊(kuai)圓形(xing)穿☀️孔(kong)的薄(bao)闆。它(ta)的節(jie)流孔(kong)圓筒(tong)形柱(zhu)面與(yu)孔闆(pan)上遊(you)端面(mian)垂直(zhi)，其🔆邊(bian)緣是(shi)尖銳(rui)的，孔(kong)闆厚(hou)與孔(kong)闆直(zhi)徑比(bi)是比(bi)較小(xiao)的。孔(kong)闆在(zai)測量(liang)管内(nei)的部(bu)分應(ying)該是(shi)圓的(de)并與(yu)測量(liang)管軸(zhou)線同(tong)軸，孔(kong)闆的(de)兩端(duan)面🐇應(ying)始終(zhong)是平(ping)整的(de)和平(ping)行的(de)
    3.1 孔闆(pan)偏心(xin)
    根據(ju)GB2624-81規定(ding)，孔闆(pan)應與(yu)節流(liu)裝置(zhi)中的(de)直管(guan)段對(dui)中。實(shi)驗表(biao)明，孔(kong)闆⭐偏(pian)心引(yin)起的(de)計量(liang)誤差(cha)一般(ban)在2%以(yi)内，孔(kong)徑比(bi)β值愈(yu)高，偏(pian)心率(lü)影響(xiang)愈大(da)，應不(bu)用值(zhi)高的(de)孔闆(pan)。


3.2 孔闆(pan)彎曲(qu)
    由于(yu)安裝(zhuang)或維(wei)修不(bu)當。使(shi)孔闆(pan)發生(sheng)彎曲(qu)或變(bian)形，導(dao)緻流(liu)量測(ce)量誤(wu)差較(jiao)大。在(zai)法蘭(lan)取壓(ya)的孔(kong)闆上(shang)進行(hang)測試(shi)，孔闆(pan)🔞彎曲(qu)産生(sheng)的最(zui)大誤(wu)差約(yue)爲3.5%，見(jian)圖1。
    3.3 孔(kong)闆邊(bian)緣尖(jian)銳度(du)
    孔闆(pan)入口(kou)邊緣(yuan)磨損(sun)變鈍(dun)不銳(rui)或受(shou)腐蝕(shi)發生(sheng)缺口(kou)，或孔(kong)闆管(guan)道内(nei)部的(de)焊縫(feng)或計(ji)量法(fa)蘭墊(nian)片，都(dou)将使(shi)實際(ji)流量(liang)系數(shu)增大(da)和差(cha)壓降(jiang)低，造(zao)成計(ji)算氣(qi)量偏(pian)👄小。
    二(er)、提高(gao)計量(liang)精度(du)的措(cuo)施
    1.消(xiao)除氣(qi)流中(zhong)的脈(mo)動流(liu)
    管道(dao)中由(you)于氣(qi)體的(de)流速(su)和壓(ya)力發(fa)生突(tu)然變(bian)化，造(zao)🏃🏻成脈(mo)動😍流(liu)，它能(neng)引起(qi)差壓(ya)的波(bo)動，而(er)節流(liu)裝置(zhi)的流(liu)🍉量計(ji)👉算公(gong)式是(shi)㊙️以蘭(lan)孔闆(pan)的穩(wen)定流(liu)動爲(wei)基礎(chu)的，當(dang)測量(liang)點有(you)脈動(dong)現象(xiang)時，穩(wen)定原(yuan)理不(bu)能🤞成(cheng)立，從(cong)而影(ying)響測(ce)量精(jing)度，産(chan)生計(ji)量誤(wu)差。
    脈(mo)流流(liu)量總(zong)不确(que)定度(du)等于(yu)按GB/T2624-93計(ji)算的(de)測量(liang)誤差(cha)與脈(mo)動附(fu)😘加不(bu)确定(ding)度的(de)合成(cheng)。（4）式中(zhong)：ET-脈動(dong)附加(jia)不确(que)定度(du)，無量(liang)綱； -軸(zhou)向時(shi)均速(su)度，m/s； -速(su)度脈(mo)動分(fen)量均(jun)方根(gen)值，m/s。（公(gong)式應(ying)用條(tiao)件≤0.32）因(yin)此，爲(wei)了保(bao)證天(tian)然氣(qi)計量(liang)精度(du)，必須(xu)抑制(zhi)脈動(dong)流。常(chang)✊用的(de)措施(shi)有：
    （1）在(zai)滿足(zu)計量(liang)能力(li)的條(tiao)件下(xia)，應選(xuan)擇内(nei)徑較(jiao)小的(de)測☂️量(liang)管，提(ti)高差(cha)㊙️壓和(he)孔徑(jing)比；
    （2）采(cai)用短(duan)引壓(ya)管線(xian)，減少(shao)管線(xian)中的(de)阻力(li)件，并(bing)使上(shang)下🏃🏻遊(you)⭐管線(xian)長度(du)🚶‍♀️相等(deng)，減少(shao)系統(tong)中産(chan)生諧(xie)振和(he)壓力(li)脈動(dong)振幅(fu)增加(jia)；
    （3）從管(guan)線中(zhong)消除(chu)遊離(li)液體(ti)，管線(xian)中的(de)積液(ye)引起(qi)的脈(mo)動可(ke)采用(yong)💃🏻自動(dong)清管(guan)系統(tong)或低(di)處安(an)裝分(fen)液器(qi)來處(chu)理。
   2.計(ji)量裝(zhuang)置的(de)設計(ji)安裝(zhuang)應符(fu)合規(gui)範
    由(you)于影(ying)響孔(kong)闆流(liu)量計(ji)測量(liang)精度(du)的根(gen)本原(yuan)因是(shi)節流(liu)🐕裝置(zhi)的幾(ji)何形(xing)狀和(he)流動(dong)動态(tai)是否(fou)偏離(li)設計(ji)标準(zhun)。因此(ci)在使(shi)用過(guo)程中(zhong)必須(xu)定期(qi)做好(hao)系統(tong)的校(xiao)檢、維(wei)護工(gong)作，對(dui)于實(shi)際使(shi)📧用中(zhong)的壓(ya)力、溫(wen)🐪度、流(liu)量等(deng)工⛷️況(kuang)參數(shu)的變(bian)化，應(ying)進🥰行(hang)及時(shi)修正(zheng)。可采(cai)用全(quan)補償(chang)的流(liu)量計(ji)算機(ji)的積(ji)算方(fang)案，以(yi)減少(shao)計量(liang)誤差(cha)，确保(bao)計量(liang)精度(du)。
    3.避免(mian)人爲(wei)計量(liang)誤差(cha)
    加強(qiang)計量(liang)管理(li)，提高(gao)操作(zuo)人員(yuan)技術(shu)素質(zhi)。