摘要(yao)：根據差壓(ya)式孔闆流(liu)量計 的工(gong)作原理及(ji)組成，結合(he)計量天然(ran)氣的實際(ji)情況🌈，分析(xi)了㊙️使用中(zhong)誤差産生(sheng)的原因，提(ti)出了改正(zheng)或注意事(shi)項,對生産(chan)有-定借鑒(jian)🈲意義。
前言(yan)
　　孔闆流量(liang)計 結構簡(jian)單,操作較(jiao)方便,使用(yong)技術成熟(shu),使得其在(zai)管道🔴計量(liang)中得到廣(guang)泛應用，根(gen)據調查,在(zai)超聲波流(liu)量計使用(yong)之🈲前，差壓(ya)式孔闆流(liu)量計在整(zheng)個油氣管(guan)道貿易結(jie)算中占🌈到(dao)了70%以上。随(sui)着儀表技(ji)術和計量(liang)技術的快(kuai)速發展，許(xu)多新型計(ji)量設備得(de)到廣泛應(ying)用㊙️，但是孔(kong)闆流量計(ji)仍然是目(mu)前我國天(tian)然氣管道(dao)計量用得(de)最多的計(ji)量設備，占(zhan)整🔞個貿易(yi)計量的50%左(zuo)右🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。
　　爲了規(gui)範孔闆流(liu)量計量，國(guo)家專門制(zhi)定了GB.2628和SY/T6143計(ji)量📞标準🌈,對(dui)計量系統(tong)進行了說(shuo)明和要求(qiu)，同時,也出(chu)台天然氣(qi)場站儀表(biao)配👈備指南(nan)，對計量系(xi)統儀器儀(yi)表♌精度等(deng)級進行了(le)要求。但是(shi)由.于孔闆(pan)🏃流量計量(liang)系統的結(jie)構特點，決(jue)定了會産(chan)生💰兩種誤(wu)差,一種是(shi)基本誤差(cha),這是流量(liang)計本身所(suo)存在的誤(wu)差,第二種(zhong)是附加誤(wu)差,是由🏃🏻‍♂️于(yu)流量計在(zai)使用時偏(pian)離了标準(zhun)條件産生(sheng)的。由于人(ren)爲操作的(de)環節多，且(qie)天然氣這(zhe)一物✌️質的(de)計量是-種(zhong)連續的、不(bu)可重複的(de)☎️計量,若不(bu)加以适時(shi)監控,所引(yin)起的計量(liang)附加誤差(cha)相當大,尤(you)其當天然(ran)氣作爲商(shang)🏃🏻‍♂️品進行貿(mao)易結算時(shi)，爲供需雙(shuang)方帶來不(bu)利影響，本(ben)文分析了(le)産生誤差(cha)的主要原(yuan)因,提出精(jing)心管理，細(xi)緻操作☀️以(yi)減小計量(liang)誤差的重(zhong)要♈性。
計量(liang)原理
(1)差壓(ya)式孔闆流(liu)量計包括(kuo)3部分:①現場(chang)取壓部分(fen),包括高⭐級(ji)孔闆閥、前(qian)後直管段(duan)、導壓管;②溫(wen)度、壓力、組(zu)分補償部(bu)分，包括現(xian)場用 溫度(du)變送器 、 壓(ya)力變送器(qi) 、天然氣組(zu)分分析儀(yi)計量的實(shi)時數據;③流(liu)量計算部(bu)分，指專🏃‍♂️用(yong)流量計算(suan)機(或計算(suan)儀)所安裝(zhuang)的計量标(biao)❓準程序。
(2)在(zai)實際應用(yong)過程中，當(dang)充滿管道(dao)的流體流(liu)經管道内(nei)的節流件(jian)時，如圖1所(suo)示。
 
　　流(liu)線将在節(jie)流件處形(xing)成局部收(shou)縮，因而流(liu)速增加🌈,靜(jing)壓力‼️降🌍低(di),于是在節(jie)流件前後(hou)便産生了(le)壓差。流💃體(ti)流量愈大(da),産生的🔱壓(ya)差愈大，這(zhe)樣可依據(ju)壓差來💛:衡(heng)量流量的(de)大小。這種(zhong)計量方㊙️法(fa)是以流動(dong)連續性方(fang)程(質量守(shou)恒定律)和(he)伯努利方(fang)程(能量守(shou)恒定律)爲(wei)基礎的。壓(ya)差的大小(xiao)不僅與流(liu)量還💃🏻與其(qi)他許多♈因(yin)素有關，例(li)如當節流(liu)裝置形式(shi)或管道内(nei)流體的物(wu)理性質(密(mi)度、粘度)不(bu)同時,在同(tong)樣大小的(de)流量下🚶‍♀️産(chan)生的壓差(cha)也是不同(tong)的。以伯努(nu)利方程式(shi)和流體🍓流(liu)動的連續(xu)性方程式(shi)⭐爲依據,天(tian)然氣流量(liang)計算公🧑🏽‍🤝‍🧑🏻式(shi)是:

　　根據氣(qi)體易壓縮(suo)、密度差異(yi)大、受溫度(du)影響大的(de)特點🐕，得出(chu)天然氣流(liu)量計量的(de)實用公式(shi)是: 
式中:Qn一(yi)标準狀态(tai)下氣體體(ti)積流量;
Ah一(yi)常數,标況(kuang)下爲0.008686;
ɑ0一特(te)定流量系(xi)數;
Yre一計量(liang)管内壁流(liu)量修正系(xi)數;
bk一孔闆(pan)入口邊緣(yuan)銳利度修(xiu)正系數;
Fr一(yi)雷諾數修(xiu)正系數;.
ε一(yi)氣體膨脹(zhang)系數;
d-孔闆(pan)在20°C下實測(ce)的開孔口(kou)徑;
Fa一孔闆(pan)熱膨脹修(xiu)正系數;
Fg一(yi)天然氣相(xiang)對密度修(xiu)正系數;
Fz一(yi)超壓縮系(xi)數;
Ft一流體(ti)流動溫度(du)修正系數(shu);
P1一孔闆上(shang)遊側絕對(dui)壓力;
hw一氣(qi)體流過孔(kong)闆時的差(cha)壓。
誤差因(yin)素分析及(ji)技術要求(qiu)
1基本誤差(cha)
(1)由計量裝(zhuang)置本身精(jing)度所決定(ding)的誤差。由(you)于孔闆流(liu)量計測得(de)的😄流量是(shi)根據差壓(ya)信号間接(jie)求得的。從(cong)公式可以(yi)看出,影響(xiang)計量精度(du)的主要因(yin)素是ɑ、F、ε等值(zhi)。必須保持(chi)ɑ、F、ε均爲🔞恒定(ding)值，才能達(da)到差壓和(he)流量之間(jian)有恒定的(de)對應關系(xi)。但在實際(ji)🔴生産中,ɑ、F、ε都(dou)與某些因(yin)素有關，特(te)别✊是流量(liang)系數ɑ,它是(shi)一個影響(xiang)因素複雜(za)，變化範圍(wei)大的🏃重要(yao)系數,如果(guo)在計量過(guo)程中不能(neng)♍保證ɑ爲恒(heng)定值,則計(ji)量誤🔞差将(jiang)會較大。
　　 從(cong)資料和實(shi)驗證明,流(liu)量系數ɑ值(zhi)與取壓點(dian)位置、孔闆(pan)的開孔截(jie)👨‍❤️‍👨面積和管(guan)道截面積(ji)比(m=d/D).雷諾數(shu)、管壁粗糙(cao)度、孔闆🏃入(ru)口💜邊緣☎️尖(jian)銳度有關(guan)。所以,标準(zhun)孔闆的選(xuan)用應符合(he)下🔆列技術(shu)要求:
●孔闆(pan)相對于開(kai)孔直徑d的(de)軸線中心(xin)對稱;
●孔闆(pan).上遊端面(mian)A應于下遊(you)端面B平行(hang),并且與開(kai)孔直徑㊙️d的(de)軸線垂直(zhi);
●孔闆A面、B面(mian)應無可見(jian)的損傷;
●孔(kong)闆開孔直(zhi)徑d的上遊(you)測直角入(ru)口邊緣G應(ying)銳利,無毛(mao)刺和劃痕(hen)。
●孔闆開孔(kong)直徑d的内(nei)圓柱表面(mian)長度e應符(fu)合:0.005D≤e≤0.02D;
●孔闆的(de)厚度應符(fu)合:e≤F≤0.005D;
●孔闆下(xia)遊側出口(kou)邊緣H和孔(kong)闆開孔圓(yuan)柱形下遊(you)側⛷️出口邊(bian)📞緣✨I應無毛(mao)刺、劃痕和(he)可見損傷(shang);
●标準孔闆(pan)在使用過(guo)程中，會由(you)于天然氣(qi)的侵蝕而(er)産生‼️變形(xing)，從♻️而引起(qi)流量系數(shu)增大而産(chan)生計量誤(wu)差。因此孔(kong)闆的材質(zhi)也是保證(zheng)孔闆工作(zuo)可靠和計(ji)🍉量正确的(de)一一個因(yin)素。用于天(tian)然氣計量(liang)的孔闆采(cai)🍉制一般爲(wei):Cr17、1Cr18Ni9TiC以及其他(ta)耐酸鋼。
(2)變(bian)送器和流(liu)量顯示儀(yi)表的精度(du)對整套流(liu)量計系統(tong)的精度也(ye)很重要。目(mu)前,變送器(qi)大多數采(cai)用的都🌍是(shi)4-20MA信号,顯示(shi)儀表采用(yong)數字信号(hao)，隻要變送(song)器現場🍉安(an)裝和系統(tong)接地沒有(you)問題，整個(ge)系統✏️誤差(cha)不會受到(dao)影響。爲了(le)減小誤差(cha)，标準明确(que)了配套儀(yi)表的技💜術(shu)要求,設計(ji)和使用單(dan)位可以參(can)考(見表1)。
 
(3)流(liu)量積算部(bu)分之間的(de)誤差,當溫(wen)度、壓力、差(cha)壓、組分等(deng)數據傳到(dao)流量積算(suan)器後目前(qian),積算器結(jie)合已經輸(shu)入的節流(liu)裝置基本(ben)信息計算(suan)流量，積算(suan)器所安❗裝(zhuang)的計量标(biao)準程序主(zhu)要有SY/T6143标準(zhun)、AGA.3标準‼️、ISO5167标準(zhun)，在計量參(can)數-緻的情(qing)況下，通過(guo)幾個标準(zhun)換算出的(de)中間參數(shu)和最終的(de)☀️計量結果(guo)不超過萬(wan)分之🧑🏽‍🤝‍🧑🏻一。
2附(fu)加誤差
如(ru)果儀表的(de)制造、選型(xing)都嚴格按(an)照标準執(zhi)行，而在安(an)🏃‍♂️裝和使用(yong)過程中，沒(mei)有嚴格遵(zun)守技術要(yao)求執行🐇,就(jiu)會造成附(fu)加誤差📧,這(zhe)種誤差的(de)大小是無(wu)法估計☀️的(de)。但是通過(guo)對造成誤(wu)差因素💜的(de)分析☎️,可以(yi)将誤差降(jiang)低。孔闆計(ji)量系統安(an)裝使用💋時(shi)，必須符合(he)下列技術(shu)要求:(1)孔闆(pan)安裝時，他(ta)的開孔中(zhong)心和管道(dao)中心軸線(xian)同心，而且(qie)它的端面(mian)與管道🔆軸(zhou)線垂直。
(2)孔(kong)闆上、下遊(you)側取壓孔(kong)軸線符合(he)距孔闆上(shang)、下遊端面(mian)的距離爲(wei)25.4±0.8mm的要求(目(mu)前國内絕(jue)大部分取(qu)壓方式采(cai)用法蘭取(qu)壓)。
(3)取壓孔(kong)的軸線應(ying)與孔闆上(shang)下遊側2D計(ji)量管長度(du)的内圓柱(zhu)的軸線垂(chui)直，取壓孔(kong)的軸線與(yu)孔闆兩端(duan)面向外傾(qing)斜角的❗夾(jia)角不大于(yu)3度。取壓孔(kong)直徑不應(ying)大⚽于0.08D。
(4)孔闆(pan)安裝需要(yao)前後直管(guan)段,直管段(duan)的長度必(bi)須滿足标(biao)準要求，必(bi)要時安裝(zhuang)整流器。
(5)導(dao)壓管應采(cai)用耐腐蝕(shi)材料,其内(nei)徑不小于(yu)6mm,長度最好(hao)在16mm以内,導(dao)壓管應垂(chui)直或傾斜(xie)敷設,起傾(qing)斜度不小(xiao)于1:12.
(6)計量氣(qi)體溫度的(de)溫度計最(zui)好安裝在(zai)孔闆下遊(you)側直管段(duan)以♊外的地(di)方，計算氣(qi)量時應将(jiang)此時所測(ce)的氣流溫(wen)度換算成(cheng)孔闆上遊(you)側的氣流(liu)溫度，如果(guo)溫🌈度計安(an)裝在孔闆(pan)上遊側，則(ze)溫🌈度計套(tao)管與孔闆(pan)之間的直(zhi)管段長度(du)L應滿足下(xia)列規定:
當(dang)溫度計套(tao)管直徑不(bu)大于0.03D時(D爲(wei)計量管内(nei)徑),L≥5D;
當溫度(du)計套管直(zhi)徑在0.03D至0.13D範(fan)圍内時(D爲(wei)計量管内(nei)徑),L≥20D。
結束語(yu)
除了技術(shu)要求之外(wai)，孔闆節流(liu)裝置在長(zhang)期運行後(hou)，節🥵流裝🚶‍♀️置(zhi)容易産生(sheng)堵塞、結垢(gou)、磨損、腐蝕(shi)等現象,這(zhe)些都會帶(dai)來附加誤(wu)差,同時由(you)于受溫度(du)等因素的(de)影響,變送(song)器接頭容(rong)易産生洩(xie)漏,造成🏃‍♀️壓(ya)力(或差壓(ya))損失，使用(yong)者必須根(gen)據計量介(jie)質的情況(kuang)确定檢查(cha)周期。

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