摘(zhai)要：文(wen)章結(jie)合孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的基(ji)本原(yuan)理及(ji)主要(yao)特💯性(xing)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，闡述(shu)孔闆(pan)流量(liang)計在(zai)天然(ran)氣計(ji)量上(shang)的應(ying)用情(qing)況，總(zong)結問(wen)題，探(tan)讨🐆解(jie)決⁉️方(fang)法☎️，爲(wei)今後(hou)在設(she)計中(zhong)使用(yong)孔闆(pan)流量(liang)計積(ji)累經(jing)驗。
0引(yin)言
　　孔(kong)闆流(liu)量計(ji) 是目(mu)前世(shi)界上(shang)應用(yong)範圍(wei)最爲(wei)廣泛(fan)的流(liu)量計(ji)量儀(yi)表之(zhi)一👅。所(suo)有單(dan)相流(liu)體都(dou)可以(yi)測量(liang)。由于(yu)應用(yong)曆史(shi)🏃悠久(jiu)，在試(shi)驗研(yan)究中(zhong)積累(lei)的豐(feng)富資(zi)料和(he)統計(ji)數據(ju)，用幹(gan)标的(de)方法(fa)即可(ke)保🈲證(zheng)流量(liang)計計(ji)量精(jing)度，這(zhe)在所(suo)♍有流(liu)量儀(yi)表中(zhong)是唯(wei)一的(de)。多年(nian)應用(yong)經驗(yan)及現(xian)場實(shi)流對(dui)比證(zheng)明🐆，孔(kong)闆流(liu)量計(ji)工作(zuo)非常(chang)穩定(ding)可靠(kao)。
　　 孔闆(pan)流量(liang)計在(zai)天然(ran)氣計(ji)量方(fang)面應(ying)用廣(guang)泛，目(mu)前全(quan)國❄️許(xu)多油(you)氣田(tian)、長輸(shu)管道(dao)的天(tian)然氣(qi)交接(jie)計量(liang)都采(cai)用孔(kong)✂️闆流(liu)量計(ji)完成(cheng)，到現(xian)在已(yi)經形(xing)成了(le)許多(duo)應用(yong)💔經驗(yan)，值🧑🏾‍🤝‍🧑🏼得(de)總結(jie)探讨(tao)。
1孔闆(pan)流量(liang)計類(lei)型
　　 目(mu)前廣(guang)泛使(shi)用的(de)孔闆(pan)一次(ci)裝置(zhi)分爲(wei)兩種(zhong)，一種(zhong)是☂️簡(jian)易❓孔(kong)闆截(jie)流裝(zhuang)置，一(yi)種是(shi)高級(ji)孔闆(pan)閥。
　　 簡(jian)易孔(kong)闆截(jie)流裝(zhuang)置：無(wu)孔闆(pan)升降(jiang)機構(gou)，必須(xu)停止(zhi)介質(zhi)輸送(song)才能(neng)完成(cheng)孔闆(pan)檢查(cha)及更(geng)換，結(jie)構簡(jian)單，造(zao)價低(di)。
　　 高級(ji)孔闆(pan)閥：精(jing)度比(bi)簡易(yi)孔闆(pan)截流(liu)裝置(zhi)高，檢(jian)查、更(geng)換孔(kong)闆、維(wei)修時(shi)可以(yi)不停(ting)止生(sheng)産，在(zai)線進(jin)行，由(you)于具(ju)有孔(kong)闆升(sheng)降機(ji)構，能(neng)🏃‍♀️夠很(hen)快在(zai)線完(wan)成孔(kong)闆檢(jian)查及(ji)🐅更換(huan)。操作(zuo)靈活(huo)方便(bian)。
2工作(zuo)原理(li)
　　 流體(ti)在流(liu)動過(guo)程中(zhong)，在一(yi)定條(tiao)件下(xia)，流體(ti)的動(dong)能和(he)💃靜壓(ya)🥰能（壓(ya)力♈能(neng)）可以(yi)互相(xiang)轉換(huan)，并可(ke)以利(li)用這(zhe)種關(guan)💘系來(lai)測量(liang)流體(ti)🏃🏻的流(liu)🚶量1。
　　 介(jie)質流(liu)經管(guan)道中(zhong)孔闆(pan)所在(zai)的截(jie)面時(shi)，由于(yu)流通(tong)面積(ji)突然(ran)🔅縮小(xiao)，促使(shi)流束(shu)産生(sheng)局部(bu)收縮(suo)，流速(su)加快(kuai)，靜壓(ya)力降(jiang)低🎯，因(yin)而在(zai)孔♍闆(pan)前❗後(hou)出現(xian)壓力(li)差（簡(jian)稱差(cha)壓）。可(ke)以通(tong)🈲過測(ce)量此(ci)差壓(ya)的大(da)小按(an)一定(ding)的函(han)數關(guan)系來(lai)計算(suan)出流(liu)量值(zhi)。根據(ju)能量(liang)守♊恒(heng)定律(lü)及流(liu)體連(lian)續性(xing)原理(li)，節流(liu)裝置(zhi)的流(liu)量方(fang)程可(ke)以寫(xie)成：

　　 式(shi)中，M爲(wei)質量(liang)流量(liang)，kg/s；Q爲體(ti)積流(liu)量，m3/s；ɑ爲(wei)流量(liang)系數(shu)；?爲流(liu)量膨(peng)脹系(xi)數；F0爲(wei)節流(liu)裝置(zhi)開孔(kong)截面(mian)積，m2；ρ1爲(wei)流體(ti)流經(jing)節流(liu)元件(jian)前的(de)密度(du)，kg/m3；Δρ爲節(jie)流元(yuan)件前(qian)後壓(ya)力差(cha)，即Δρ＝ρ1－ρ2，Pa。
　　 由(you)式（1）和(he)（2）可見(jian)，天然(ran)氣流(liu)經節(jie)流裝(zhuang)置（孔(kong)闆）時(shi)的體(ti)積（質(zhi)量‼️）流(liu)🤩量與(yu)🐕産生(sheng)的差(cha)壓平(ping)方根(gen)成正(zheng)比。基(ji)于此(ci)原理(li)，孔闆(pan)流🌏量(liang)計通(tong)過測(ce)量孔(kong)闆前(qian)後差(cha)壓，經(jing)過計(ji)算換(huan)算出(chu)天然(ran)氣的(de)流量(liang)。
3孔闆(pan)流量(liang)計的(de)選型(xing)和安(an)裝
3.1孔(kong)闆流(liu)量計(ji)選型(xing)
　　 我們(men)所說(shuo)的孔(kong)闆流(liu)量計(ji)實際(ji)上是(shi)許多(duo)儀表(biao)組成(cheng)的一(yi)個整(zheng)體，其(qi)選型(xing)包括(kuo)高級(ji)孔闆(pan)閥、 差(cha)壓變(bian)送器(qi) 、 壓力(li)變送(song)器 、 溫(wen)度變(bian)送器(qi) 的選(xuan)型。
　　 孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的選(xuan)型最(zui)基本(ben)内容(rong)即是(shi)通過(guo)計算(suan)獲得(de)孔❓闆(pan)片标(biao)準開(kai)口尺(chi)寸d20和(he)孔闆(pan)片前(qian)後差(cha)壓值(zhi)。目✏️前(qian)我們(men)采用(yong)符合(he)GB/T21446-2008标準(zhun)2的計(ji)算軟(ruan)件，其(qi)計算(suan)步驟(zhou)簡述(shu)如下(xia)：
1）輔助(zhu)計算(suan)：
　　 首先(xian)設計(ji)人員(yuan)根據(ju)管道(dao)介質(zhi)流量(liang)确定(ding)d20，即20℃條(tiao)件下(xia)檢測(ce)的❤️測(ce)量管(guan)直徑(jing)（孔闆(pan)閥孔(kong)徑）。需(xu)要注(zhu)意的(de)是在(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。
計(ji)算天(tian)然氣(qi)真實(shi)相對(dui)密度(du)、密度(du)、壓縮(suo)因子(zi)和超(chao)壓🏃‍♀️縮(suo)系數(shu)。
計算(suan)天然(ran)氣等(deng)熵指(zhi)數、動(dong)力粘(zhan)度。
計(ji)算管(guan)徑雷(lei)諾數(shu)。
2）計算(suan)順序(xu)：
計算(suan)近似(si)值
　　 将(jiang)β近似(si)值帶(dai)入工(gong)時最(zui)終求(qiu)出值(zhi)（孔徑(jing)比）和(he)d值（開(kai)孔直(zhi)徑），進(jin)而求(qiu)出d20，即(ji)孔闆(pan)在20℃條(tiao)件下(xia)測量(liang)出的(de)孔徑(jing)值。
　　 需(xu)要注(zhu)意的(de)是，由(you)于單(dan)片孔(kong)闆量(liang)程比(bi)隻能(neng)達到(dao)1：3，最多(duo)不☀️超(chao)過1：4，因(yin)此對(dui)于流(liu)量範(fan)圍較(jiao)大的(de)工況(kuang)，可将(jiang)流量(liang)值分(fen)作2～3段(duan)，分别(bie)計㊙️算(suan)出💚口(kou)徑從(cong)大到(dao)小的(de)2～3片孔(kong)闆💚。
　　 結(jie)合孔(kong)闆閥(fa)孔徑(jing)、孔闆(pan)開孔(kong)直徑(jing)和介(jie)質工(gong)藝條(tiao)件，就(jiu)可以(yi)計☁️算(suan)出ΔPmax和(he)ΔPmin。
　　 計算(suan)完畢(bi)後，結(jie)合工(gong)藝介(jie)質條(tiao)件即(ji)可選(xuan)擇适(shi)合設(she)計工(gong)況的(de)高級(ji)孔闆(pan)閥和(he)孔闆(pan)片，并(bing)可确(que)定差(cha)壓檢(jian)測範(fan)圍，再(zai)根據(ju)工況(kuang)确定(ding)壓力(li)、溫度(du)補償(chang)儀表(biao)的測(ce)量範(fan)圍，孔(kong)闆閥(fa)的選(xuan)型就(jiu)完成(cheng)🔞了。
3.2孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的安(an)裝
　　 孔(kong)闆流(liu)量計(ji)的安(an)裝調(diao)校，必(bi)須嚴(yan)格按(an)照相(xiang)關國(guo)家标(biao)準GB/T21446-2008進(jin)♉行。
1）直(zhi)管段(duan)的要(yao)求
　　 速(su)度式(shi)流量(liang)計都(dou)有前(qian)後直(zhi)管段(duan)的安(an)裝要(yao)求，用(yong)以起(qi)到☎️被(bei)測流(liu)體穩(wen)流的(de)作用(yong)，孔闆(pan)流量(liang)計的(de)直管(guan)段由(you)其🐆前(qian)端安(an)裝❗的(de)阻流(liu)件形(xing)式和(he)直徑(jing)比确(que)定，在(zai)阻流(liu)件和(he)值确(que)定的(de)情況(kuang)下，可(ke)以通(tong)過查(cha)詢GB/T21446-2008來(lai)确定(ding)直管(guan)段長(zhang)度♊，GB/T21446-2008規(gui)定了(le)各種(zhong)阻流(liu)件要(yao)求的(de)最短(duan)直管(guan)段⁉️長(zhang)度，但(dan)在孔(kong)闆上(shang)遊安(an)裝整(zheng)流器(qi)的情(qing)況下(xia)，可以(yi)縮👨‍❤️‍👨短(duan)直管(guan)段的(de)長度(du)，因此(ci)該标(biao)準也(ye)推薦(jian)采用(yong)整流(liu)器。
　　 根(gen)據規(gui)範的(de)要求(qiu)，目前(qian)我們(men)的設(she)計中(zhong)均在(zai)孔闆(pan)上遊(you)🔴設置(zhi)了流(liu)💋動調(diao)整器(qi)，按照(zhao)規範(fan)規定(ding)，在孔(kong)闆上(shang)遊13D（孔(kong)闆閥(fa)内徑(jing)）處✨安(an)裝整(zheng)流器(qi)，再保(bao)證30D的(de)前直(zhi)管段(duan)的情(qing)況下(xia)，可以(yi)滿足(zu)任何(he)上遊(you)阻流(liu)件下(xia)的安(an)裝，目(mu)前🐅這(zhe)樣的(de)直📧管(guan)段配(pei)置已(yi)經在(zai)設計(ji)中普(pu)遍采(cai)用，相(xiang)對📐而(er)言，後(hou)直管(guan)段的(de)确定(ding)則比(bi)較簡(jian)單，僅(jin)㊙️僅由(you)直徑(jing)比🐇确(que)定，直(zhi)管段(duan)安裝(zhuang)如圖(tu)1所示(shi)。

　　 值(zhi)得注(zhu)意的(de)是，由(you)于安(an)裝在(zai)孔闆(pan)上遊(you)和阻(zu)流件(jian)之間(jian)的🌏直(zhi)管段(duan)由兩(liang)種管(guan)段組(zu)成，一(yi)截是(shi)孔闆(pan)配套(tao)提供(gong)，一截(jie)是工(gong)程上(shang)提供(gong)，兩種(zhong)管段(duan)可能(neng)存在(zai)内徑(jing)不🛀完(wan)全一(yi)樣的(de)情況(kuang)，這樣(yang)會形(xing)成一(yi)個凸(tu)台，根(gen)據經(jing)驗，10D之(zhi)外台(tai)階h不(bu)超過(guo)2%的圓(yuan)度要(yao)求‼️即(ji)可。
　　 管(guan)段必(bi)須是(shi)直的(de)，當與(yu)管道(dao)直線(xian)的偏(pian)移不(bu)超過(guo)其長(zhang)度💋的(de)0.4%時，即(ji)認爲(wei)管道(dao)是直(zhi)的。通(tong)常隻(zhi)需目(mu)測檢(jian)驗，上(shang)下遊(you)直管(guan)段對(dui)接🔞引(yin)起的(de)管道(dao)直線(xian)的偏(pian)差也(ye)應不(bu)超過(guo)其長(zhang)度的(de)0.4%。
2）孔闆(pan)安裝(zhuang)要求(qiu)
　　 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)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)。
　　 不能(neng)使孔(kong)闆發(fa)生彎(wan)曲或(huo)變形(xing)，否則(ze)将導(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%。
3）變(bian)送器(qi)安裝(zhuang)要求(qiu)
　　 差壓(ya)和壓(ya)力引(yin)壓管(guan)段在(zai)不影(ying)響儀(yi)表安(an)裝操(cao)作的(de)前提(ti)下應(ying)盡量(liang)短，這(zhe)樣便(bian)于保(bao)溫和(he)防凍(dong)，同時(shi)因具(ju)有一(yi)定斜(xie)度，使(shi)天然(ran)氣中(zhong)産生(sheng)的凝(ning)液不(bu)緻在(zai)變送(song)器側(ce)彙集(ji)3。
4）其他(ta)安裝(zhuang)要求(qiu)
　　 所有(you)墊片(pian)不能(neng)用太(tai)厚的(de)材料(liao)，最好(hao)不超(chao)過0.5mm，墊(nian)片不(bu)能突(tu)出管(guan)壁内(nei)否則(ze)可能(neng)引起(qi)很大(da)的測(ce)量誤(wu)差。
凡(fan)是調(diao)節流(liu)量用(yong)的閥(fa)門，應(ying)裝在(zai)節流(liu)件後(hou)最小(xiao)直㊙️管(guan)段長(zhang)度🤟以(yi)外。
節(jie)流裝(zhuang)置在(zai)工藝(yi)管道(dao)上的(de)安裝(zhuang)，必須(xu)在管(guan)道清(qing)洗吹(chui)掃後(hou)進行(hang)。
4存在(zai)問題(ti)及解(jie)決方(fang)法
4.1存(cun)在的(de)問題(ti)
1）儀表(biao)本身(shen)計量(liang)精度(du)問題(ti)
　　 盡管(guan)孔闆(pan)流量(liang)計自(zi)動計(ji)量系(xi)統的(de)發展(zhan)越來(lai)越完(wan)⛹🏻‍♀️善，但(dan)由于(yu)設備(bei)、測量(liang)儀表(biao)本身(shen)的原(yuan)因和(he)自動(dong)計量(liang)技術(shu)上的(de)局限(xian)性，在(zai)提高(gao)計量(liang)的準(zhun)确性(xing)和數(shu)據處(chu)理上(shang)，仍存(cun)在一(yi)些問(wen)題👄。
　　 測(ce)量的(de)重複(fu)性、精(jing)确度(du)在流(liu)量計(ji)中屬(shu)于中(zhong)等水(shui)平，孔(kong)闆流(liu)量計(ji)在流(liu)體較(jiao)爲幹(gan)淨、直(zhi)管段(duan)較長(zhang)、流體(ti)處🏃🏻‍♂️于(yu)紊流(liu)狀态(tai)（雷👈諾(nuo)數大(da)于4000）時(shi)，測量(liang)精度(du)較高(gao)。但由(you)于氣(qi)質、計(ji)量直(zhi)管💋段(duan)沒有(you)達到(dao)要求(qiu)，造成(cheng)🆚孔闆(pan)入口(kou)銳角(jiao)損傷(shang)；液體(ti)及固(gu)體污(wu)物堆(dui)積在(zai)孔闆(pan)表面(mian)，使孔(kong)闆表(biao)面粗(cu)糙度(du)改變(bian)，大大(da)增加(jia)測量(liang)誤差(cha)。
2）量程(cheng)比問(wen)題
　　 孔(kong)闆流(liu)量計(ji)測量(liang)範圍(wei)太窄(zhai)，這是(shi)此種(zhong)流量(liang)計應(ying)用上(shang)的最(zui)🔴大不(bu)‼️足，由(you)于儀(yi)表信(xin)号（差(cha)壓）與(yu)流量(liang)爲平(ping)方關(guan)系，一(yi)般測(ce)量範(fan)圍度(du)僅3∶1～4∶1。
3）安(an)裝問(wen)題
現(xian)場安(an)裝條(tiao)件要(yao)求較(jiao)高，需(xu)要較(jiao)長的(de)直管(guan)段，在(zai)工程(cheng)中有(you)時難(nan)以滿(man)足。
孔(kong)闆閥(fa)與差(cha)壓、壓(ya)力檢(jian)測儀(yi)表之(zhi)間引(yin)壓管(guan)線易(yi)産生(sheng)✂️洩漏(lou)、凍堵(du)等問(wen)題。
4）使(shi)用中(zhong)産生(sheng)的問(wen)題
　　 孔(kong)闆彎(wan)曲變(bian)形，上(shang)遊端(duan)面沉(chen)積髒(zang)物，孔(kong)闆入(ru)口直(zhi)角🈲邊(bian)緣破(po)損🙇‍♀️等(deng)問題(ti)都會(hui)影響(xiang)到計(ji)量精(jing)度。
4.2解(jie)決天(tian)然氣(qi)計量(liang)問題(ti)的途(tu)徑
1）保(bao)證安(an)裝質(zhi)量，勤(qin)于維(wei)護
　　 可(ke)以看(kan)到，很(hen)多安(an)裝和(he)維護(hu)的問(wen)題往(wang)往影(ying)響到(dao)孔闆(pan)流⛱️量(liang)計測(ce)量精(jing)度，因(yin)此安(an)裝時(shi)必須(xu)嚴格(ge)按要(yao)求施(shi)工，消(xiao)除安(an)裝誤(wu)差。在(zai)使用(yong)過程(cheng)中，操(cao)作人(ren)員應(ying)做好(hao)系統(tong)的檢(jian)修、維(wei)護、保(bao)養工(gong)作，延(yan)長其(qi)使用(yong)壽命(ming)，對于(yu)實際(ji)使用(yong)中的(de)壓力(li)、溫度(du)、流🏃‍♂️量(liang)等工(gong)況參(can)數的(de)變😍化(hua)，應進(jin)行及(ji)時修(xiu)改以(yi)減🔞小(xiao)計量(liang)誤差(cha)。
2）采用(yong)多種(zhong)辦法(fa)提高(gao)量程(cheng)比
采(cai)用寬(kuan)量程(cheng)差壓(ya)變送(song)器
　　 爲(wei)了提(ti)高量(liang)程比(bi)，可以(yi)考慮(lü)利用(yong)變送(song)器寬(kuan)量程(cheng)的特(te)點，運(yun)用🧡軟(ruan)🤞件的(de)方式(shi)實現(xian)量程(cheng)的自(zi)動調(diao)整（軟(ruan)維護(hu)），從而(er)擴大(da)量程(cheng)比💞，提(ti)高測(ce)量的(de)有效(xiao)範圍(wei)，保證(zheng)計量(liang)的準(zhun)确性(xing)
采用(yong)雙差(cha)壓變(bian)送器(qi)
　　爲同(tong)一台(tai)孔闆(pan)閥配(pei)套兩(liang)台差(cha)壓變(bian)送器(qi)，根據(ju)實際(ji)🈚差壓(ya)的變(bian)化，切(qie)換差(cha)壓信(xin)号，從(cong)而擴(kuo)大量(liang)程比(bi)，提高(gao)測量(liang)的有(you)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼效範(fan)圍，保(bao)證計(ji)量的(de)準确(que)性。
采(cai)用多(duo)路計(ji)量的(de)方式(shi)
　　針對(dui)天然(ran)氣流(liu)量檢(jian)測範(fan)圍，設(she)計兩(liang)套及(ji)以上(shang)不同(tong)⚽口徑(jing)的孔(kong)闆💃流(liu)量計(ji)，根據(ju)流量(liang)峰值(zhi)和低(di)谷的(de)時間(jian)段，手(shou)動或(huo)自動(dong)切換(huan)🔞介質(zhi)流路(lu)，實現(xian)寬量(liang)程的(de)計量(liang)☂️。
5結束(shu)語
　　孔(kong)闆流(liu)量計(ji)已經(jing)應用(yong)多年(nian)，在總(zong)結問(wen)題的(de)基礎(chu)上得(de)出更(geng)加科(ke)學可(ke)靠的(de)設計(ji)、使用(yong)方法(fa)十分(fen)重要(yao)。随着(zhe)流量(liang)計算(suan)機、組(zu)份♊分(fen)析💃🏻儀(yi)的成(cheng)功應(ying)用，孔(kong)闆流(liu)量計(ji)作爲(wei)一種(zhong)可靠(kao)、經濟(ji)和方(fang)便耐(nai)用的(de)儀表(biao)設備(bei)仍然(ran)可以(yi)适用(yong)未來(lai)能量(liang)交接(jie)的計(ji)量場(chang)合，潛(qian)力依(yi)舊可(ke)觀。

以(yi)上内(nei)容源(yuan)于網(wang)絡，如(ru)有侵(qin)權聯(lian)系即(ji)删除(chu)!