孔闆流量計應用于天然氣計量時的誤差分析

來源：本站發布日(rì)期：2016-07-15 23:57:40|

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天然氣作爲一種清潔(jié)、高能效的燃(rán)料，在各種工業和民用(yòng)環境中都有良好的應(yīng)用前景，對于天然氣的流量測量和貿(mào)易計量中，目前使用量的仍然(rán)是孔闆流量計 ，不過近年來其它類型的流量計，比如渦輪流(liú)量(liàng)計、旋進漩渦流量計的市場點有率也在逐年提高。通常孔(kǒng)闆流量計的測量準确度能夠滿足标準的要求，它由節流裝置、導(dǎo)壓管、差壓計、壓力計和溫度計等組(zǔ)成。但在實際工作中，由于節流裝置設計、制造、安裝和使用不符合标準要求，參數選擇不當(dāng)，用戶負荷變化，人工取值不準(zhǔn)等原因，都不同程度地影響着流量測量的準确度。因此，找出(chū)孔闆流量計測量誤差産生的原因及解(jiě)決辦法(fǎ)是(shì)關系到計(jì)量準确的重要(yào)工作。通過對孔闆節流裝(zhuāng)置測量原理、安裝要求、儀表的(de)選擇(zé)等因素的分析，指出影響孔(kǒng)闆流量計測量準确度(dù)的(de)根本因素是節流裝置的幾何形(xíng)狀和流動狀态是否(fǒu)偏離設計标準。隻(zhī)有使流量計在正确的工況下運行，才能(néng)減少計量誤差，确保計量準确度。

1 節流裝置對測(cè)量不(bú)同的影響

1.1 孔(kǒng)闆制造及安裝
采(cǎi)用孔闆流量計時，對孔闆(pǎn)加工的技(jì)術要求十(shí)分嚴格(gé)，符合标準或部頒标準中的規定，否則，會給天然氣流(liú)量(liàng)測量結果帶來誤差。
（1）孔闆偏(piān)心：實(shí)驗表明，孔闆偏心引起的計量誤(wù)差(chà)一般在2%以内，孔徑比β值愈高，偏心率影響愈大，所以，應避免采用β值高的(de)孔闆。
（2）孔闆彎曲：由于安裝(zhuāng)或維修不當，使孔闆發生彎(wān)曲或變形，導緻流量測量誤差較大。在法蘭取壓的孔闆上(shàng)進行測試結(jié)果，孔闆彎曲産生(shēng)的誤(wù)差約(yuē)爲3.5%。
（3）節流裝置内突出物：節(jiē)流裝置中伸入管内的墊片、焊縫等也會(huì)使流量測量(liàng)産生一(yī)定的誤差(chà)，誤(wù)差大小與突出物的位置、孔闆與突出物的距離以及突出高度有關。試驗證明(míng)，當β=0.7，突出物體位于孔闆(pǎn)上(shàng)遊2倍管徑處時，産(chǎn)生的誤差；若突出物位于上(shàng)遊孔闆處，誤差爲16%～50%，若(ruò)将突(tū)出物位于孔闆下遊(yóu)時，對計量準确度的影響要小些。

1.2 提(tí)高計量準确度(dù)途徑
（1）管道要求：标準對計(jì)量管長度、直(zhí)管、圓度和内表面粗糙度等都有(yǒu)嚴格的技術要求。當計量管小長度(dù)不能滿足标準要求時，會給流量測量結(jié)果帶來偏差，其大小(xiǎo)與孔徑比β和雷諾數有關，所以在孔闆前(qián)面的直管上安裝整流器，才能保證計量(liàng)準确度。
（2）安裝要求：孔闆入口端面與(yǔ)管道(dào)軸線垂直，其(qí)偏差不能超過1度。安裝孔闆時要(yào)注意裝入管道(dào)的方向(xiàng)，嚴禁反裝，符(fú)合标準對不同軸度公差的要求。法蘭、孔(kǒng)闆與(yǔ)取壓裝置之間(jiān)的密封墊片厚度不得大于0.03D。墊片的安裝不得突(tū)入直管段内(nèi)或取壓裝置内腔，不得擋住取壓口及引起取壓位置的改(gǎi)變。新建站場在管道吹掃并運行幾天後，再将孔闆安裝到節流裝置(zhì)上，以免孔闆被氣體中的液、固體雜(zá)質損傷或污染。
2 正确地時行儀表的選擇
要正确選擇與(yǔ)使用差壓計，差壓計量程過大，流量(liàng)較(jiào)小，差壓計工作(zuò)在30%以下，會大大降(jiàng)低流量測量準确度，當計量流量減(jiǎn)小後，要及時更換差(chà)壓計的量(liàng)程彈簧或孔闆規格(gé)，否(fǒu)則，差壓誤差會成倍增加。
在選擇儀表差壓值時，既要考慮孔徑比β，又要使經過(guò)孔闆壓力(lì)損失後的壓力(lì)能滿(mǎn)足需要。法蘭取壓β值應在0.15～0.7之間，這(zhè)樣既可保證計量準确度，又可以減少(shǎo)壓力損失。

3 管道(dào)中脈動流對(duì)于測量結果的影響
（1）脈(mò)動流的起因。管道中氣體的流速和壓力發生突然變化，造成(chéng)脈動流，它(tā)能引起差壓的波動，使記錄曲(qǔ)線變成(chéng)一個寬帶。①天然氣井若爲氣水同(tóng)産，這些井的計量差(chà)壓均發生波動；②長輸(shū)管道或氣(qì)田管道積(jī)液造成計量差壓波(bō)動；③天(tiān)然氣壓縮機的使用使計(jì)量差壓發生波動；④氣(qì)井之間的(de)壓力幹擾造成的差(chà)壓波動；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發生急劇變(biàn)化，供氣調(diào)壓閥突(tū)然開大或關小也會導緻差壓波動。

（2）抑制脈動流的方法。①消除或遠(yuǎn)離脈動源：采取控水采氣；采(cǎi)用高效分離器，加強氣水分離(lí)；對積存在(zài)計量管段、導壓管、流量計(jì)高低壓波紋管室(shì)中及管(guǎn)道中的凝析(xī)液應及時吹掃或清管。②控制計量管(guǎn)段下流閥：實踐(jiàn)證明(míng)，控制下(xià)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(liàng)管段前加裝緩沖罐，可儲存和(hé)釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動源引起的差壓波動，也可設置(zhì)專門的脈動衰減器(qì)。④提(tí)高(gāo)差壓和孔徑比β：對(duì)于同一條計(jì)量管道，若要提高差壓，就要降低孔闆(pǎn)直徑，使孔徑比β降(jiàng)低，爲了使差壓和孔徑終都提高，相(xiàng)應減小計量管(guǎn)管徑。⑤安裝調壓閥：在測量點前入口處加裝調壓閥，穩定輸出(chū)壓力，可有效地減少脈動現象(xiàng)對計量準确度(dù)的影響。

4 本文結語
影響孔闆流量計 測量準确度的根本原因是節流裝(zhuāng)置的幾何形(xíng)狀和流(liú)動狀态是否偏離設(shè)計标準。因此，在實際使用中，應嚴格(gé)按照設計要求定期對節流裝置、孔闆、雙波紋差壓(yā)計進行檢查和調校，這樣才能減少計量誤差，确保(bǎo)計(jì)量(liàng)準确度。

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