孔板流量計(jì)計(jì)量中存在的問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：2022-04-06 23:53:42
目前，
孔板流量計(jì)1021的測(cè)量存在很多問(wèn)題流量測(cè)量?jī)x表種類繁多，計(jì)算模型多樣，如標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等，另一些缺乏必要的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范支持
孔板流量計(jì)在20世紀(jì)初被用于天然氣流量測(cè)量。
天然氣在世界能源結(jié)構(gòu)中的比例正在上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1970年為17.7%，1980年為18.8%，1990年為21.5%，2000年為22.3%，2010年為24.3%。目前，我國(guó)天然氣年產(chǎn)量已達(dá)到2.3%×10億米左右，天然氣生產(chǎn)區(qū)與消費(fèi)區(qū)的距離決定了該能源的國(guó)際貿(mào)易量相當(dāng)大。
自20世紀(jì)90年代以來(lái)，這一數(shù)字一直在上升，已達(dá)到4200億MA，其中75%以上通過(guò)管道運(yùn)輸，其余為液化天然氣。中國(guó)是天然氣資源豐富的國(guó)家之一，天然氣遠(yuǎn)景儲(chǔ)量約為38×10億m，其中陸上儲(chǔ)量占79%，海上儲(chǔ)量占21%。天然氣的生產(chǎn)和利用是一個(gè)過(guò)程復(fù)雜、規(guī)模大、速度快、連續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)。
在該系統(tǒng)中，可以在井場(chǎng)、集氣站、配氣站和用戶家庭中看到各種不同用途的流量測(cè)量?jī)x器。它的測(cè)量精度通常受到人們的重視，因此測(cè)量精度是選擇任何類型流量計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)重要指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，影響流量計(jì)測(cè)量精度的因素很多，下面從以下幾個(gè)方面進(jìn)行討論
經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，它已成為世界上主要的天然氣流量計(jì)。據(jù)估計(jì)，目前在國(guó)外約占60%，在國(guó)內(nèi)占90%以上。AGA（美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)）第3號(hào)報(bào)告（測(cè)量天然氣和其他烴類流體的孔板流量計(jì)）是天然氣測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，孔板流量計(jì)對(duì)天然氣流量測(cè)量進(jìn)行了非常深入細(xì)致的研究和試驗(yàn)，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。它的標(biāo)志是標(biāo)準(zhǔn)化——使用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，不需要達(dá)到當(dāng)前的流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，也不需要達(dá)到流量計(jì)的所有**測(cè)量誤差
孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)是易于復(fù)制，簡(jiǎn)單牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低，整套流量計(jì)由節(jié)流裝置、差壓變送器和流量顯示儀表（或流量計(jì)算機(jī)）組成?？捎刹煌瑥S家生產(chǎn)，易于形成規(guī)?；a(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益高。各種部件的組合非常靈活。即使是目前推出的集成孔板流量計(jì)，也可以單獨(dú)生產(chǎn)，然后靈活組裝。
在現(xiàn)場(chǎng)惡劣的工作條件下，節(jié)流裝置與差壓變送器之間的壓力管道及其連接部分的使用和維護(hù)是重點(diǎn)?！短烊粴饬髁繕?biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量法》（SY6143-1996）指出，雖然天然氣是從地層中提取的，但經(jīng)過(guò)分離、除塵和過(guò)濾后，由于其成分復(fù)雜，氣體成分不同于單井計(jì)算、集氣計(jì)量和配氣計(jì)量，因此，使用中的節(jié)流裝置的腐蝕也不同。
特別是孔板直角進(jìn)口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的侵蝕和腐蝕特別嚴(yán)重，會(huì)影響孔板直角進(jìn)口邊緣的圓弧半徑和測(cè)量管內(nèi)壁的相對(duì)粗糙度，改變流出系數(shù)，流量測(cè)量的不確定度超過(guò)了估計(jì)值。輸出信號(hào)為低重復(fù)性的模擬信號(hào)。影響整個(gè)流量計(jì)**度的因素很多且復(fù)雜，因此很難提高**度
被測(cè)流體特性的影響;由于天然氣本身的性質(zhì)，外部環(huán)境溫度的變化會(huì)發(fā)生復(fù)雜的變化，從而影響流量計(jì)的測(cè)量精度。對(duì)于天然氣的測(cè)量，必須首先確定天然氣的工作溫度和壓力，以避免密度和壓縮性的過(guò)度變化。低密度氣體給某些測(cè)量方法帶來(lái)了困難。此時(shí)，有必要改變所選的測(cè)量方法或修正溫度和或壓力，以確保測(cè)量精度。
在評(píng)價(jià)流量計(jì)的適應(yīng)性時(shí)，還應(yīng)掌握氣體的溫度粘度特性。雖然氣體的粘度隨溫度和壓力變化不大，但對(duì)**流量測(cè)量度;仍有一定影響。在礦井中測(cè)量或測(cè)量含有雜質(zhì)的天然氣時(shí)，雜質(zhì)會(huì)腐蝕儀器觸點(diǎn)，在接觸面上結(jié)垢或沉淀晶體，并縮小運(yùn)動(dòng)部件的間隙，從而改變流量計(jì)的使用性能參數(shù)，降低敏感元件的靈敏度或測(cè)量性能，影響測(cè)量精度
對(duì)于油田濕氣（伴生氣），含有大量飽和蒸汽，溫度降低時(shí)水凝結(jié)；不干凈的水分含有油滴或油污，這是一種骯臟的介質(zhì)；間歇計(jì)量會(huì)在管道中沉積油和水。它們都屬于多組分流，在測(cè)量時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。經(jīng)驗(yàn)表明，用于多組分或多相流體的單相通用流量?jī)x表的測(cè)量性能將發(fā)生變化（或顯著變化）。
單相流動(dòng)氣體有時(shí)呈現(xiàn)兩相。例如，當(dāng)濕氣中的水顆粒與天然氣一起流動(dòng)時(shí)，環(huán)境溫度或天然氣壓力偏離原始狀態(tài)，儀器可能無(wú)法適應(yīng)。測(cè)量氣液兩相流時(shí)，應(yīng)盡量采用分離后的分相測(cè)量，以保證測(cè)量不確定度小。然而，在某些情況下，該方法不可行或不符合
儀表性能的影響;孔板流量計(jì)本身引起的誤差主要包括：孔板入口的直角銳度、管徑與計(jì)算不一致、孔板厚度誤差、節(jié)流閥附件的臺(tái)階和偏心、孔板上游端面的平整度、，環(huán)形腔尺寸的階躍和偏心、取壓位置、突出焊縫、取壓孔的非標(biāo)準(zhǔn)或堵塞處理、節(jié)流閥的不同軸向度等。這些因素可能會(huì)影響孔板的重復(fù)性。
重復(fù)性由儀器本身的原理和制造質(zhì)量決定。它是過(guò)程控制應(yīng)用中的一個(gè)重要指標(biāo)。除了重復(fù)性，**度還與數(shù)量校準(zhǔn)系統(tǒng)有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，儀器良好的重復(fù)性受到很多因素的干擾，包括流體粘度和密度的變化，這些因素會(huì)影響測(cè)量精度。如果儀器的輸出特性是非線性的，這種影響更為顯著。流量計(jì)的輸出主要是線性和平方根非線性。
大多數(shù)流量?jī)x表的非線性誤差不作為單獨(dú)的指標(biāo)列出，而是包含在基本誤差中。然而，對(duì)于作為總量累加使用的寬流量范圍脈沖輸出的儀器而言，線性是一個(gè)重要指標(biāo)，這使得在流量范圍內(nèi)使用相同的儀器常數(shù)成為可能，而線性差將減少儀器**。對(duì)于脈動(dòng)流場(chǎng)所，注意儀器對(duì)流量階躍變化的響應(yīng)。
有些地方需要儀器的輸出跟隨流量，而另一些地方只需要響應(yīng)緩慢的輸出，以獲得綜合平均值。瞬態(tài)響應(yīng)通常用時(shí)間常數(shù)或響應(yīng)頻率表示。前者的值從幾毫秒到幾秒鐘不等，后者低于幾百赫茲。使用顯示儀器可能會(huì)大大延長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間。Red medloc認(rèn)為，儀表流量上升和下降的非對(duì)稱動(dòng)態(tài)響應(yīng)將大幅增加測(cè)量誤差
流量計(jì)安裝的影響;管道布置偏差引起的安裝誤差是普遍存在的，主要原因是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法滿足直管段的長(zhǎng)度。安裝流量計(jì)時(shí)，應(yīng)首先考慮管道的布置和天然氣的流向。雖然有些儀器可以在兩個(gè)方向上工作，但在安裝過(guò)程中還應(yīng)考慮正向和反向之間的測(cè)量性能是否存在差異。大多數(shù)流量計(jì)儀表或多或少地受到入口流量條件的影響，因此有必要確保測(cè)量流體的良好流動(dòng)條件。
安裝在輸送管道上的定排量泵、往復(fù)式壓縮機(jī)、振蕩閥或調(diào)節(jié)器是常見的脈動(dòng)源。上游管道布置和節(jié)流會(huì)造成流量擾動(dòng)。此外，管道直徑和方向的急劇變化以及其他不良布局也會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)。流量計(jì)沒(méi)有時(shí)間跟蹤和記錄脈動(dòng)擾動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量誤差。因此，應(yīng)考慮在儀器的前后管道中安裝支架。雖然脈動(dòng)緩沖器可以消除或減少泵和壓縮機(jī)的影響，但流量計(jì)應(yīng)盡可能避免振動(dòng)或振動(dòng)源
流量計(jì)的信號(hào)輸出顯示流量（體積流量或質(zhì)量流量）、總量、平均流量和點(diǎn)流量，也可分為模擬量（電流或電壓）和脈沖。目前，大多數(shù)儀器系統(tǒng)都與儀器上或儀器附近的電子設(shè)備相結(jié)合。高電源不僅會(huì)使儀器的輸出脈沖波動(dòng)，還會(huì)影響儀器的工作性能。例如，電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生畸變，影響測(cè)量精度。因此，電氣連接應(yīng)具有抗雜散電平干擾的能力，信號(hào)電纜應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離電力電纜和電源，以將電磁干擾和射頻干擾降低到較低水平
環(huán)境條件的影響;由于使用的環(huán)境條件與預(yù)期不同，儀器的一些性能參數(shù)和硬件也發(fā)生了變化，這將改變流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果。例如，環(huán)境溫度或介質(zhì)溫度的快速變化會(huì)導(dǎo)致濕度的變化。高濕度會(huì)加速大氣腐蝕和電解腐蝕，降低電氣絕緣性，而低濕度容易產(chǎn)生靜電。
儀表的電子元件和某些儀表的流量檢測(cè)部分容易受到環(huán)境溫度變化的影響。例如，當(dāng)儀器的尺寸發(fā)生變化，流體密度和粘度通過(guò)儀器外殼的傳熱而發(fā)生變化，從而影響顯示儀器的電子元件時(shí)，測(cè)量精度將降低。此外，影響孔板流量計(jì)測(cè)量的因素包括：氣體流速導(dǎo)致雷諾數(shù)范圍不符合標(biāo)準(zhǔn)，管道粗糙度等的影響
在使用過(guò)程中，操作人員應(yīng)做好系統(tǒng)的檢修、維護(hù)和維修工作，延長(zhǎng)其使用壽命，減少測(cè)量誤差。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)《天然氣流量標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量方法》（SY6143-1996）的宣傳和實(shí)施。文中還提到了減少誤差的方法。根據(jù)附錄“節(jié)流裝置偏離使用中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定部分偏差的處理”的規(guī)定，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在流出系數(shù)上增加兩個(gè)修正系數(shù)，即孔口入口銳度修正系數(shù)和管壁粗糙度修正系數(shù)，或采用可更換的孔口節(jié)流裝置。因此，在天然氣計(jì)量的實(shí)際應(yīng)用中，我們應(yīng)該深入研究、理解天然氣流量標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法的實(shí)質(zhì)，并安裝，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用和處理數(shù)據(jù)，以確保天然氣測(cè)量的準(zhǔn)確性
正確選擇測(cè)量?jī)x器**測(cè)量?jī)x器應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。當(dāng)流量變化范圍較大時(shí)，應(yīng)考慮寬范圍智能差速器。在發(fā)布相應(yīng)的天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)之前，應(yīng)仔細(xì)選擇其他類型的計(jì)量?jī)x器。二次儀表的計(jì)量型號(hào)應(yīng)符合SYT6143-1996的要求。FZ可以計(jì)算，組件可以輸入，C值可以實(shí)時(shí)計(jì)算
解決
孔板流量計(jì)測(cè)量問(wèn)題的方法;加強(qiáng)管理，提高人員素質(zhì);孔板流量計(jì)容易偏離標(biāo)準(zhǔn)的原因在于儀器本身的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。儀器本身的誤差是在制造過(guò)程中造成的，而安裝和使用的誤差是由于安裝或長(zhǎng)期使用過(guò)程中流體介質(zhì)的腐蝕、磨損和污染造成的。因此，流量計(jì)量系統(tǒng)的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行，以消除安裝誤差。
181-5507-8261
