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                  天然氣輸氣場站標準孔板流量計誤差
                  發布時間:2022-3-28 08:39:12

                  摘要:計量精度高、投資少、結構簡單為孔板計量方式的優點,在各大油氣田中應用廣泛。準確計量天然氣關系著貿易結算的公平性,且對生產工藝的改進具有指導作用。本文主要對標準孔板流量計誤差進行分析,探討相關改進辦法。
                  引言
                    在石油天然氣行業,超過9596的企業在貿易計量時選擇使用孔板流量計,使用時引起誤差的原因較多,包含計算系數、氣質條件、使用條件、計量儀表等。
                  1誤差原因分析
                  1.1計量儀表原因
                    SY/T 6143-2003或GB 2624- 1981中嚴格規定了關于孔板加工的相關技術標準,若加工技術不達標準易引起誤差.①因沒有重視一些細節問題導致孔板安裝不當引起誤差,如平衡器不水平、未合理設置導壓管走向、密封墊片超出環室等。②孔板彎曲也是導致誤差的重要原因,突出物與孔板距離、突出物位置以及突出量等與誤差大小相關。若孔板上游為突出物位置,誤差在1696~50%;若孔板上游管徑2倍被為突出物位置,β=0.7,此時誤差最大。③以相關標準為依據,節流裝置直管段與孔板應為對中,孔徑與β值差距越大,準確度受偏心率影響越大。管道內徑為D.孔板開孔直徑為d,則d/D為β值”。
                  1.2計量系數原因
                  ①流出系數C,其校準標定的有效條件為孔板節流裝置達到技術指標,試驗條件為上游直管段充分長。流出系數與R為負相關關系,流量增大時流出系數C會降低,與刻度流量相比,實際流量越小該系數導致的誤差就越大。流出系數C不是固定不變的,其變化以R為依據。
                  ②可膨脹系數ε,密度在氣體流經孔板時會出現變化,可膨脹系數e是作為修正系數引入。若設計流量高于天然氣流量,則設計e高于實際數值,測量結果會偏小:在條件相反情況下則偏大。若設計流量與實際流量- -致,設計壓力高于靜壓Px,設計ε高于.實際值,測量結果偏大。
                  ③天然氣壓縮因子。不同地區存在不同工況,流量計量需依據統一標準進行轉化。若溫度不低、壓力不高,體積流量可依據理想氣體方程換算,但理想與實際氣體存在一定的差 異,特別是溫度變化大、管道壓力大時,以理想氣體狀態方程進行計算并不合理?ù那圖求解法為該系數的求解。
                  1.3氣質條件原因
                    盡管在采出天然氣后采取了過濾或除塵等措施,但因輸氣干線或集氣管網腐蝕物、處理不徹底等緣故,導致固體雜質、液體混于天然氣中,并在孔板流速突變、截面收縮的孔口銳邊聚集,而孔板流線、截面、銳邊的變化對于計量來說均是非常敏感的要素”。同時,雜質還會腐蝕、沖刷孔板,影響測量。
                    含水量原因。若少量液體存在于氣體中央則會存在偏高的測:量不確定度,β增加時,濕氣流量減少,流量偏差在0.7β比條件下為-1.7%。若存在少量液體夾帶,在0.5β比條件下具有較好的孔板性能,在孔板上游將液體脫出后其計量性能最佳。
                  1.4使用條件原因
                    使用條件所致誤差主要包含流程頻繁波動、超量程、脈動流現象問題。脈動流是因氣體壓力與流速突然變化而產生,導致差壓波動,20%~ 30%為脈動流所致最大誤差。此外,還有其他如管理不嚴、人為破壞、管道泄漏等原因。
                  2改進方法
                  2.1依據標準進行孔板加工
                    孔板加工需嚴格遵循相關標準要求,安裝設計孔板節流裝置需符合要求,以孔板前阻力件形式為依據進行直管段長度的選用與配接,孔板前30D為最低要求.若場地有所限制,應將整流器安裝于孔板前直管段。管道線與孔板入口端面應為垂直關系,并控制在不超過1°的偏差。禁止反向安裝孔板,壓差計的選擇與使用需正確,若壓差計工作量程低于30%需注意孔板規格或壓差計量程的及時更換”。0. 4~0.6為角接
                  取壓β值,0.2~0. 75為法蘭取壓β值。
                  2.2管理與修正系數
                    日常生產需注意修正測量流量,撤換、維修、清潔孔板需定期進行,流量計算程序核對,儀表轉換通道、儀表零點、孔板的檢測與清洗應一月一次,若孔板存在劃痕、坑蝕需及時更換。為提升職工故障發現與解決能力、技術水平,應進行計量業務培訓,確保系統保養、維護與檢修工作的有效進行。天然氣壓縮系數、溫度、密度以及壓力對于測量具有直接影響,因此,對上述特性參數的測量應選用合適的儀表.若天然氣物性參數波動,應注意修正測量誤差,測量與修正最好時時進行。為避免出現管道泄漏問題,應定期排污、加強巡視。
                  2.3量值溯源
                    以相關標準為依據,一次裝置設計、檢驗、安裝、制造、使用孔板節流裝置均達要求時,可實現流體力學與幾何的相似,并可應用單參數溯源,使用長度標準,以幾何尺寸干檢部分節流裝置,以相應的標準樣氣或器具檢驗氣樣分析、時間、溫度、壓力,在國家基準、標準器間建溯源鏈。在使用一定時間后或使用前對流量計采取實流檢定或校準。以相關標準要求分析天然氣組成,若條件允許可采取在線測定物性參數、在線組成分析天然氣.
                  2.4定值節流裝置與可換孔板節流裝置
                    應用可換孔板節流裝置的益處在于,更換、清洗或檢查孔板時無需停輸或拆動管道.3.5: 1為孔板流量計測量范圍,但實際工況通常并不與之一致,若配套應用流量計算機、智能流量積算儀、寬量程差壓變送器與定值節流裝置有助于擴展量程,智能化差壓流量計。配套應用定值孔板、可換孔板節流裝置有助于標準化、系列化節流裝置產品,確保計量準確。
                  2.5使用與維護
                    使用與維護孔板流量計均需遵循相關標準,其中,使用與維護的重點在于差壓變送器、孔板與連接部分引壓管線”?装迳舷掠尾顗簳蛉肟阡J利度改變、孔板損傷而降低,所測結果低于實際,即測量不確定度在流出系數變化條件下會大于標準估算值.可更換孔板,或以標準為依據修正流出系數,與舊孔板相比,新孔板直徑稍大。在沒有新孔板情況下應采取孔板銳利度修正流出系數,修正需以國家標準為依據。更換變形孔板時應選用直徑小于舊孔板的新孔板。
                    若結垢、腐蝕、沖刷存在于直管段內表壁,需將測量管段及時更換:在沒有新測量管段時需采取粗糙度修正流出系數C.
                  3結語
                    孔板流量計儀表結構特點與工作原理是導致其易于偏離標準的主要原因,儀器誤差產生于制造過程,安裝與長期使用的磨損與腐蝕是導致使用與安裝誤差的主要原因.因此,規范安裝、使用孔板流量計,正確選用測量儀表,才能為儀表的穩定運行提供保障.

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