孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的應(yīng)用
一、孔板流量計(jì)自動(dòng)計(jì)量方案選擇的原則，由于天然氣流量計(jì)量是一種間接的、多參數(shù)的、動(dòng)態(tài)的、不可再現(xiàn)的測(cè)量，天然氣的流量計(jì)量是流量測(cè)量中的難點(diǎn)之一。因此，在選擇具體方案時(shí)，應(yīng)著重考慮系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性和先進(jìn)性。一般主要遵從以下原則
1.計(jì)量回路的獨(dú)立性原則　　主要是為了保證在計(jì)量系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，盡量減少故障的影響面，降低故障的影響程度，從而維護(hù)企業(yè)的安全平穩(wěn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。
2.數(shù)據(jù)的安全性原則　　指在非儀表故障的情況下，計(jì)量系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣管網(wǎng)的有效監(jiān)控，并保證數(shù)據(jù)的可靠性，為企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理、經(jīng)營(yíng)、指揮、協(xié)調(diào)提供重要依據(jù)。計(jì)量是信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將給企業(yè)帶來(lái)不可估量的損失。因此，數(shù)據(jù)源要求準(zhǔn)確、齊全、完整、可靠。為此在選擇方案時(shí)，首要問(wèn)題就是考慮計(jì)量數(shù)據(jù)的安全性。由于針對(duì)天然氣集輸企業(yè)分散、環(huán)境因素惡劣，要充分考慮計(jì)算機(jī)故障、電力供應(yīng)等實(shí)際情況，做好預(yù)案，避免由此而引起的數(shù)據(jù)丟失。
3.兼顧發(fā)展的原則　　伴隨天然氣貿(mào)易的發(fā)展對(duì)天然氣計(jì)量的精度和計(jì)量方式的要求也越來(lái)越高。在選擇時(shí)要考慮天然氣計(jì)量交接方式的可能改變和實(shí)時(shí)計(jì)量補(bǔ)償?shù)目赡?，如在線色譜分析、實(shí)時(shí)補(bǔ)償、能量計(jì)量等。如果要在企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建立以企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶的站控系統(tǒng)，則應(yīng)考慮實(shí)現(xiàn)計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程組態(tài)。
4.使用操作的簡(jiǎn)單、可靠原則　　由于天然氣集輸企業(yè)的站、場(chǎng)一般都比較分散，專業(yè)人員相對(duì)較少。因此，在選擇、設(shè)計(jì)方案時(shí)要充分考慮操作、維護(hù)的簡(jiǎn)要性，做到簡(jiǎn)單易用、高可靠、低維護(hù)，從而確保計(jì)量系統(tǒng)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行。
5.技術(shù)先進(jìn)、成熟的原則　　現(xiàn)代計(jì)量逐步發(fā)展成為一門(mén)綜合性的專業(yè)技術(shù)，它是集成計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)結(jié)晶。由于各儀表廠家技術(shù)水平的不平衡，在選擇方案時(shí)一定要有預(yù)見(jiàn)性。
6.計(jì)算方法和計(jì)算軟件的合法性原則　　在天然氣貿(mào)易計(jì)量中要充分考慮到計(jì)算方法和計(jì)算軟件的合法性問(wèn)題，避免由此而引起不必要的計(jì)量糾紛。由于天然氣計(jì)量方法的多樣性，應(yīng)考慮計(jì)算軟件的獨(dú)立化，這樣才便于流量計(jì)算軟件的升級(jí)。在具體的計(jì)量系統(tǒng)中應(yīng)采用用戶認(rèn)可的特定計(jì)算方法或是以合同、協(xié)議的方式規(guī)定計(jì)算方法?！　?br /> 二、存在的問(wèn)題　　盡管孔板流量計(jì)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的發(fā)展越來(lái)越完善，但由于設(shè)備、測(cè)量?jī)x表本身的原因和自動(dòng)計(jì)量技術(shù)上的局限性，在提高計(jì)量的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)處理上，仍存在一些問(wèn)題。　　
1.異常數(shù)據(jù)的處理問(wèn)題　　任何系統(tǒng)都有可能出現(xiàn)故障，可能出現(xiàn)一些異常的無(wú)理數(shù)據(jù)。因此為了維護(hù)貿(mào)易雙方的利益，對(duì)可能出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)問(wèn)題在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮數(shù)據(jù)的審慎可修改性，從而避免異常數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)并參與累積計(jì)算，造成計(jì)量數(shù)據(jù)的混亂?！　?br /> 2.節(jié)流裝置帶來(lái)的誤差　　首先，孔板流量計(jì)在流體較為干凈、流經(jīng)節(jié)流裝置前直管段比較理想(遠(yuǎn)大于10倍圓管直徑)、流體處于紊流狀態(tài)(雷諾數(shù)大于4000)時(shí)，其準(zhǔn)確度可達(dá)0.75級(jí)。但由于氣質(zhì)、計(jì)量直管段沒(méi)有達(dá)到要求，孔板產(chǎn)生誤差的因素有:孔板人口銳角損傷;液體及固體污物堆積在孔板表面，使孔板表面粗糙度改變，大大增加測(cè)量誤差。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)的孔板所作測(cè)量統(tǒng)計(jì)，孔板在剛開(kāi)始投用時(shí)，準(zhǔn)確度可達(dá)1%，連續(xù)運(yùn)行3月后，其測(cè)量準(zhǔn)確度僅達(dá)到3%甚至更低。其次，量程比的問(wèn)題。量程比(3:1)是孔板流量計(jì)最大的缺憾。盡管現(xiàn)在已有寬量程比的變送器，但在對(duì)于瞬間流量變化范圍很大，流量低于最大流量的30%時(shí)，由于節(jié)流式測(cè)量方法原因，計(jì)量的精度將大幅度降低。因此，為了提高量程比，可以考慮利用變送器寬量程的特點(diǎn)，運(yùn)用軟件的方式實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)調(diào)整(軟維護(hù))，從而擴(kuò)大量程比，提高測(cè)量的有效范圍，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性?！　?br /> 3.操作界面和過(guò)程數(shù)據(jù)的利用問(wèn)題　　由于天然氣輸送的連續(xù)性、動(dòng)態(tài)性、瞬間的不確定性以及不可再現(xiàn)等特點(diǎn)，實(shí)時(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)數(shù)據(jù)形成的全過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)控和保存，有利于數(shù)據(jù)異常的分析和控制，是數(shù)據(jù)管理中重要的一環(huán)。目前的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)在此方面有所考慮，但過(guò)程數(shù)據(jù)的應(yīng)用、分析、界面功能尚不完全，還有待于完善?！　?br /> 4.現(xiàn)場(chǎng)變送器的誤差　　現(xiàn)場(chǎng)壓力、并壓變送器本身能達(dá)到的準(zhǔn)確度是實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)。因此，要保證差壓變送器、溫度傳感器、壓力傳感器的本身準(zhǔn)確度為A級(jí)，即時(shí)進(jìn)行檢定，保證其準(zhǔn)確度。
三、結(jié)論　　在采用孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量時(shí)，如對(duì)孔板流量計(jì)的一次裝置(孔板節(jié)流裝置)和二次儀表(差壓、靜壓、溫度、天然氣物性參數(shù)計(jì)量器具等)配套儀表的選擇、設(shè)計(jì)、安裝、使用都嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并在受控狀態(tài)下使用時(shí)，其流量測(cè)量準(zhǔn)確度是可以控制在±1%～±1.5%范圍內(nèi)的?！　「鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用情況，就提高計(jì)量準(zhǔn)確度提出以下控制方法及建議。
1.氣流中存在脈動(dòng)流的改善措施　　在天然氣計(jì)量中由于各種原因使天然氣脈動(dòng)，可以采取以下措施減小脈動(dòng)流的影響?！　?1)在滿足計(jì)量能力的條件下，應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的測(cè)量管，使Δp、β在比較高的雷諾數(shù)下運(yùn)行。　　(2)采用短引壓管線，盡量減少引壓管線系統(tǒng)中的阻力件，并使上下游管段相等，以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅的增加?！　?3)采用自動(dòng)清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來(lái)降低管線中積液引起的脈動(dòng)。為使天然氣流量計(jì)量達(dá)到具有最佳的計(jì)量性能，應(yīng)將天然氣中的水分徹底脫出。　
2.孔板節(jié)流裝里必須符合標(biāo)準(zhǔn)　　孔板節(jié)流裝置應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì)，根據(jù)孔板前阻力件形式配接足夠長(zhǎng)度的直管段，一般應(yīng)至少前30D。長(zhǎng)慶氣田在開(kāi)發(fā)初期部分集氣站因設(shè)計(jì)原因流量計(jì)直管段長(zhǎng)度為前10D后5D，造成天然氣計(jì)量輸差達(dá)到±5%～±8%。分析原因后經(jīng)技術(shù)改造，計(jì)量管段改為前30D后10D,使計(jì)量輸差降低到±1.5%?！?br /> 3.加強(qiáng)計(jì)量管理、建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度　　嚴(yán)格貫徹執(zhí)行SY/T6143-1996標(biāo)準(zhǔn)，確保裝置完全符合標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，如定期維護(hù)制度、周期送檢制度，加強(qiáng)對(duì)天然氣生產(chǎn)情況的監(jiān)測(cè)，及時(shí)消除誤差。長(zhǎng)慶氣田根據(jù)氣質(zhì)的凈化程度，規(guī)定集氣站、貿(mào)易交接計(jì)量孔板定期清洗檢查，同時(shí)還配備孔板綜合測(cè)試儀定期對(duì)孔板進(jìn)行幾何尺寸檢定，孔板流量計(jì)使集氣站單井計(jì)量輸差能有效控制在±1.0%以內(nèi)。
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