孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣的誤差分析

天然氣計(jì)量中，上海上自儀公司使用好多的是孔板流量計(jì)，它由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管、差壓計(jì)、壓力計(jì)和溫度計(jì)等組成。正常情況下，它的測(cè)量準(zhǔn)確度能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和石油部標(biāo)準(zhǔn)的要求。但在實(shí)際工作中，由于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)、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(cè)量的準(zhǔn)確度。因此，找出孔板流量計(jì)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因及解決辦法是關(guān)系到計(jì)量準(zhǔn)確的重要工作。
1 節(jié)流裝置
1.1 孔板制造及安裝
采用孔板流量計(jì)時(shí)，對(duì)孔板加工的技術(shù)要求十分嚴(yán)格，必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，否則，會(huì)給天然氣流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。
（1）孔板偏心：實(shí)驗(yàn)表明，孔板偏心引起的計(jì)量誤差一般在2%以內(nèi)，孔徑比庵滌?擼??穆視跋煊?螅??裕?Ρ苊獠捎免值高的孔板。
（2）孔板彎曲：由于安裝或維修不當(dāng)，使孔板發(fā)生彎曲或變形，導(dǎo)致流量測(cè)量誤差較大。在法蘭取壓的孔板上進(jìn)行測(cè)試結(jié)果，孔板彎曲產(chǎn)生的好大誤差約為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(huì)使流量測(cè)量產(chǎn)生一定的誤差，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(yàn)證明，當(dāng)=0.7，突出物體位于孔板上游2倍管徑處時(shí)，產(chǎn)生的誤差好大；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(shí)，對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響要小些。
1.2 提高計(jì)量準(zhǔn)確度途徑
（1）管道要求：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)計(jì)量管長(zhǎng)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(jì)量管好小長(zhǎng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，會(huì)給流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)偏差，其大小與孔徑比夂屠著凳?泄兀??員匭朐誑裝邇懊嫻鬧憊萇習(xí)滄罷?髕鰨?拍鼙Ｖぜ屏孔既范取￡
（2）安裝要求：孔板入口端面必須與管道軸線垂直，其偏差不能超過(guò)1度。安裝孔板時(shí)要注意裝入管道的方向，嚴(yán)禁反裝，必須符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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改變。新建站場(chǎng)必須在管道吹掃并運(yùn)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(jì)，差壓計(jì)量程過(guò)大，流量較小，差壓計(jì)工作在30%以下，會(huì)大大降低流量測(cè)量準(zhǔn)確度，當(dāng)計(jì)量流量減小后，要及時(shí)更換差壓計(jì)的量程彈簧或孔板規(guī)格，否則，差壓誤差會(huì)成倍增加。
在選擇儀表差壓值時(shí)，既要考慮孔徑比猓?忠?咕??裝逖沽λ鶚Ш蟮難沽δ藶?閔??枰?７ɡ既⊙光值應(yīng)在0.15～0.7之間，這樣既可保證計(jì)量準(zhǔn)確度，又可以減少壓力損失。
3 脈動(dòng)流的影響
（1）脈動(dòng)流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動(dòng)流，它能引起差壓的波動(dòng)，使記錄曲線變成一個(gè)寬帶。①天然氣井若為氣水同產(chǎn)，這些井的計(jì)量差壓均發(fā)生波動(dòng)；②長(zhǎng)輸管道或氣田管道積液造成計(jì)量差壓波動(dòng)；③天然氣壓縮機(jī)的使用使計(jì)量差壓發(fā)生波動(dòng)；④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動(dòng)；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發(fā)生急劇變化，供氣調(diào)壓閥突然開(kāi)大或關(guān)小也會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。
（2）抑制脈動(dòng)流的方法。①消除或遠(yuǎn)離脈動(dòng)源：采取控水采氣；采用高效分離器，加強(qiáng)氣水分離；對(duì)積存在計(jì)量管段、導(dǎo)壓管、流量計(jì)高低壓波紋管室中及管道中的凝析液應(yīng)及時(shí)吹掃或清管。②控制計(jì)量管段下流閥：實(shí)踐證明，控制下流閥對(duì)各類脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)都有抑制作用。③加裝緩沖罐：可在測(cè)量管段前加裝緩沖罐，可儲(chǔ)存和釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)，也可設(shè)置專門的脈動(dòng)衰減器。④提高差壓和孔徑比猓憾雜諭?惶跫屏抗艿潰?粢?岣卟鈦梗?鴕?檔涂裝逯本叮?箍拙侗肉降低，為了使差壓和孔徑終都提高，必須相應(yīng)減小計(jì)量管管徑。⑤安裝調(diào)壓閥：在測(cè)量點(diǎn)前入口處加裝調(diào)壓閥，穩(wěn)定輸出壓力，可有效地減少脈動(dòng)現(xiàn)象對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響。
4 結(jié)束語(yǔ)
影響孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的根本原因是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動(dòng)狀態(tài)是否偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實(shí)際使用中，上海上自儀公司應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求定期對(duì)節(jié)流裝置、孔板、雙波紋差壓計(jì)進(jìn)行檢查和調(diào)校，這樣才能減少計(jì)量誤差，確保計(jì)量準(zhǔn)確度。