摘 要： 通?？装?span href=http://cn.newmaker.com/cat_1160013.html target=_blank>流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，但在實(shí)際使用中，由于節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求等原因，影響了流量的測(cè)量準(zhǔn)確度。通過(guò)對(duì)孔板節(jié)流裝置測(cè)量原理、安裝要求、儀表的選擇等因素的分析，指出影響孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的根本因素是節(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)。只有使流量計(jì)在正確的工況下運(yùn)行，才能減少計(jì)量誤差，確保計(jì)量準(zhǔn)確度。
關(guān)鍵字： 孔板流量計(jì) 計(jì)量 誤差 途徑 選擇 方法

天然氣計(jì)量中，使用較多的是孔板流量計(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β值愈高，偏心率影響愈大，所以，應(yīng)避免采用β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)生的最大誤差約為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)β=0.7，突出物體位于孔板上游2倍管徑處時(shí)，產(chǎn)生的誤差最大；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)量管最小長(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β和雷諾數(shù)有關(guān)，所以必須在孔板前面的直管上安裝整流器，才能保證計(jì)量準(zhǔn)確度。

（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β，又要使經(jīng)過(guò)孔板壓力損失后的壓力能滿足生產(chǎn)需要。法蘭取壓β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β：對(duì)于同一條計(jì)量管道，若要提高差壓，就要降低孔板直徑，使孔徑比β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，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。 傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)機(jī)體現(xiàn)場(chǎng)清理過(guò)程是一個(gè)骯臟、粗笨、既花錢而又低效的工作。它需要把流量計(jì)機(jī)體從管內(nèi)拖出，然后或是放在固定的管子上或是用吊車吊起來(lái)，再用粗大而費(fèi)用不菲的磨石通過(guò)其內(nèi)部來(lái)回旋轉(zhuǎn)進(jìn)行清理。這是個(gè)既費(fèi)力費(fèi)錢，而又低效的勞動(dòng)。因?yàn)檫@不僅需要花錢租賃專用起吊設(shè)備、雇用熟練管工，還會(huì)由于磨石的旋轉(zhuǎn)而碰傷流量計(jì)機(jī)體的內(nèi)表面，最終產(chǎn)生的廢棄殘屑也會(huì)污染周圍環(huán)境。

美國(guó)伊利諾伊州的羅伯特·A·博恩斯先生觀察到傳統(tǒng)清理過(guò)程的弊端，經(jīng)過(guò)四年的潛心研究，開(kāi)發(fā)出了一種為孔板流量計(jì)機(jī)體進(jìn)行在線清理的新方法。這種被命名為“博恩斯清理法"的流量計(jì)機(jī)體在線清理過(guò)程，是其本人和工程隊(duì)在觀察了設(shè)在伊里諾斯州一座大型天然氣地下儲(chǔ)庫(kù)的流量計(jì)清理過(guò)程中得到的啟發(fā)。

博恩斯在線清理法采用專門開(kāi)發(fā)的、可進(jìn)入流量計(jì)機(jī)體內(nèi)部的一種清掃法蘭，法蘭上裝有一種高壓噴槍。噴槍利用專門設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將一種沒(méi)有危害而又能進(jìn)行生物降解的堅(jiān)硬表面清洗劑噴灑在流量計(jì)的機(jī)體內(nèi)部。噴槍上刻有通過(guò)流量計(jì)機(jī)體內(nèi)部一定部位的刻度標(biāo)記。它既能減少和清除粘附在機(jī)體內(nèi)表面的所有乙二醇和油脂類的污物和殘屑，又能最后在密閉的環(huán)路條件下捕集污物和殘屑。技術(shù)員來(lái)到清理現(xiàn)場(chǎng)完成這種工作是采取總承包的工作方式(交鑰匙工程)，故無(wú)需其他委托人。

博恩斯流量計(jì)機(jī)體在線清理法具有如下好處：

(1)避免了相關(guān)設(shè)備的準(zhǔn)備、熟練管工的雇用以及復(fù)雜操作過(guò)程引發(fā)的高昂費(fèi)用；

(2)擺脫了已往沿襲的采用旋轉(zhuǎn)磨石刮擦設(shè)備的老辦法，完成了過(guò)去費(fèi)用高昂的清理工作，并增強(qiáng)了流量計(jì)計(jì)量精度；

(3)減少了流量計(jì)清理停工時(shí)間，可使其很快重新投入使用；

(4)清理出的所有廢液均可在密閉環(huán)路系統(tǒng)內(nèi)最終處理。

孔板是一種非常成熟的流量測(cè)量方式，依據(jù)各類不一樣的負(fù)荷，會(huì)采用不一樣方式的孔板。普遍的有標(biāo)準(zhǔn)孔板、圓缺孔板、軸力孔板、1／4圓孔板等。

標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)可用通常清潔，粘度很小的物質(zhì)；圓缺孔板可用粘度較高，較為臟的物質(zhì)；1／4圓孔板適用于粘度較高，水流量較小的物質(zhì)；軸力孔板適用于包括液體粉塵兩相流的流量測(cè)量。

目前在孔板流量計(jì)計(jì)算中針對(duì)性的應(yīng)屬ISO 5167中的有關(guān)表達(dá)式，根據(jù)不同流介特性選擇不同方法孔板。選型中非常重要的某些都是，在這類負(fù)載下，當(dāng)多種類型孔板能夠采用的那時(shí)候，由于標(biāo)準(zhǔn)孔板的制做規(guī)范是經(jīng)長(zhǎng)期、許多實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出來(lái)的，有很高的可信性，應(yīng)盡量選用符合ISO 5167—2或GB／T 2624_93規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)孔板，如果加工廠按標(biāo)準(zhǔn)擠壓加工，其留量是無(wú)需校正的，并不是標(biāo)準(zhǔn)孔板及絕大部分別的流量計(jì)原裝時(shí)務(wù)必需經(jīng)行業(yè)的檢測(cè)校正。

在孔板流量計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算中，重要的是要處理好尺標(biāo)留量、空氣壓力限定和β之間的關(guān)系。根據(jù)尺標(biāo)留量，設(shè)定一基礎(chǔ)β值，計(jì)算△p值，再根據(jù)△p值適當(dāng)調(diào)整β值。尺標(biāo)留量通常是一切正常應(yīng)用留量的倍與很大留量的倍，兩者取高值，或是考量一切正常留量是尺標(biāo)留量的70％左右，不大留量高過(guò)25％；空氣壓力限定一般推薦10，16，25，40，50kPa幾檔， 值取～為推薦值。