差壓孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作較方便，技術(shù)成熟，使得其在管道計(jì)量中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)調(diào)查，在超聲波流量計(jì)使用之前，差壓式孔板流量計(jì)在整個(gè)油氣管道貿(mào)易結(jié)算中占到了 80%以上。但是，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行當(dāng)中由于孔板流量計(jì)的誤差影響因素較多，往往造成計(jì)量不確定度增大的情況時(shí)有發(fā)生。通過近幾年的使用與調(diào)研，在孔板流量計(jì)的誤差研究方面積累了一些使用經(jīng)驗(yàn)，提出來了相應(yīng)的對(duì)策予與改善或消除。

 

　　隨著計(jì)量技術(shù)和儀表技術(shù)的快速發(fā)展，在天然氣計(jì)量方面許多新型的計(jì)量設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，但差壓孔板流量計(jì)仍然是我國(guó)目前天然氣長(zhǎng)輸管道計(jì)量用得***多的計(jì)量?jī)x表，占整個(gè)貿(mào)易計(jì)量的比例超過 60%左右。為規(guī)范差壓孔板流量計(jì)量，制定了 GB2628 和 SY/T6143 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)孔板計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明和要求，對(duì)計(jì)量系統(tǒng)的儀器儀表準(zhǔn)確度進(jìn)行了要求。但是由于差壓孔板流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及在運(yùn)行過程中實(shí)際情況與理論情況存在偏差，往往計(jì)量精度無法得到有效保證。本文將從差壓孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和誤差產(chǎn)生的原因入手來探討怎樣減控其誤差的產(chǎn)生。

　　1.孔板流量計(jì)的組成

 

　　差壓式孔板流量計(jì)由 3 部分組成：淤現(xiàn)場(chǎng)取壓部分—包括孔板閥、前后直管段、導(dǎo)壓管；于溫度、壓力、組分補(bǔ)償部分—包括現(xiàn)場(chǎng)用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析計(jì)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；盂流量計(jì)算部分—指專用流量計(jì)算機(jī)。

 

　　因?yàn)檎撞顗嚎装辶髁坑?jì)是由多個(gè)部分組成，其中的每一環(huán)節(jié)都有出現(xiàn)導(dǎo)致誤差增加的可能，所以要保證整套計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量精度要求就必須確保每一環(huán)節(jié)都在可控的范圍內(nèi)運(yùn)行。

 

　　2.誤差的分類

 

　　差壓孔板流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了會(huì)產(chǎn)生兩種誤差：淤附加誤差，是由于流量計(jì)在運(yùn)往中偏離了標(biāo)準(zhǔn)條件產(chǎn)生的；于基本誤差，這是流量計(jì)本身所存在的誤差；基本誤差是所有計(jì)量?jī)x表都具有的，根據(jù)其計(jì)量原理一般是不可差降的，而由于人為操作的環(huán)節(jié)多，且天然氣這一特殊商品的計(jì)量是一種連續(xù)且不可重復(fù)的計(jì)量，如果不加以適時(shí)的監(jiān)控，所引起的計(jì)量附加誤差可能會(huì)相當(dāng)大，尤其當(dāng)進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算時(shí)，為供需雙方帶來計(jì)量不準(zhǔn)甚至計(jì)量糾紛等嚴(yán)重影響。但是，附加誤差也可以進(jìn)行減控的，本文分析了產(chǎn)生附加誤差的主要原因，提出精心管理，細(xì)致操作以減小計(jì)量誤差的重要性。

 

　　3.影響計(jì)量精度的原因

 

　　基本誤差是生產(chǎn)運(yùn)行中可接受的，但附加誤差是我們必須重視和加以控制的。如果儀表的制造、選型都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，而在安裝和使用過程中，沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求執(zhí)行，就會(huì)造成附加誤差，這種誤差的大小是無法估計(jì)的。例如：

 

　?。?）孔板安裝前后直管段不足。節(jié)流裝置的流量計(jì)算公式是以孔板的穩(wěn)定流動(dòng)為基礎(chǔ)的，直管段長(zhǎng)度不夠?qū)⒅苯訉?dǎo)致測(cè)量點(diǎn)有脈動(dòng)現(xiàn)象，穩(wěn)定原理不能成立，從而影響測(cè)量精度，產(chǎn)生計(jì)量誤差。

 

　?。?）取壓管安裝不合理。取壓管長(zhǎng)度超長(zhǎng)導(dǎo)致傳輸?shù)阶兯推鞯哪M信號(hào)變化不敏感、阻力過大，反應(yīng)滯后，變送器采集和轉(zhuǎn)換的信號(hào)有可能失真；取壓管堵塞也將導(dǎo)致變送器采集失真。

 

　?。?）孔板節(jié)流裝置在長(zhǎng)期運(yùn)行后，節(jié)流裝置容易產(chǎn)生堵塞、結(jié)垢、磨損、腐蝕等現(xiàn)象，這些都會(huì)帶來附加誤差。

 

　　（4）由于受溫度等因素的影響，變送器接頭容易產(chǎn)生泄漏，造成壓力（或差壓）損失；變送器的物理性能也可能受溫度變化影響而發(fā)生變化，這些都會(huì)帶來嚴(yán)重的附加誤差。

 

　?。?）流速的巨幅波動(dòng)?？装辶髁坑?jì)的量程比一般為 1：4，即***大流量是***小流量的 4 倍，在它們的區(qū)間運(yùn)行，計(jì)量精度能得到很好保證。但時(shí)常有超出該范圍的情況發(fā)生，特別是在夜晚用氣低峰時(shí)，甚至差壓能低

 

　　至 0kPa，這種情況將無法確保較高的計(jì)量精度。

 

　　4.減降誤差的措施

 

　　前文中介紹了多種附加誤差的產(chǎn)生原因，下面提出相應(yīng)的一些方法和措施對(duì)其附加誤差進(jìn)行減控。

 

　　（1）孔板節(jié)流裝置在使用前的安裝中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì)，直管段的長(zhǎng)度必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)孔板前阻力件形成配接足夠長(zhǎng)度的直管段，一般應(yīng)前 20D，后 10D，必要時(shí)安裝整流器。

 

　?。?）導(dǎo)壓管應(yīng)采用耐腐蝕材料，其內(nèi)徑不小于 6mm，長(zhǎng)度***好在16mm以內(nèi)。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，提高差壓和孔徑比；采用短引壓管線，減少管線中的阻力件，并使上下游管線長(zhǎng)度相等，減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅增加；導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，起傾斜度不小于 1：12。此外，特別重要的是需定期對(duì)導(dǎo)壓管進(jìn)行吹掃。

 

　　（3）孔板迎流面及圓柱形內(nèi)孔的入口邊緣不得堆積臟物、不得出現(xiàn)毛刺、卷口、可見傷痕、磨損或腐蝕，孔板及孔板閥密封圈不得缺損、變形。定期對(duì)孔板進(jìn)行清洗和檢查，孔板應(yīng)每月至少清洗一次，檢查儀表零點(diǎn)，儀表 D/A 轉(zhuǎn)換通道、核對(duì)流量計(jì)算參數(shù)。

 

　?。?）變送器和流量顯示儀表的度對(duì)整套流量計(jì)系統(tǒng)的度也很重要。目前變送器大多數(shù)采用的是 4~20MA 信號(hào)。變送器及上位機(jī)應(yīng)定期檢查零位和校驗(yàn)，零位應(yīng)每月檢查一次，差壓變送器校驗(yàn)應(yīng)每三個(gè)月進(jìn)行一次，壓力變送器至少每半年校驗(yàn)一次。

 

　　（5）在選用不同內(nèi)徑的孔板時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算好流速的大小，選擇適宜的孔板。此外，還可通過控制管道壓力來調(diào)整流速。

 

　　此外，管道中由于氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化，孔板流量計(jì)造成脈動(dòng)流，它能引起差壓的波動(dòng)，而節(jié)流裝置的流量計(jì)算公式是以孔板的穩(wěn)定流動(dòng)為基礎(chǔ)的，當(dāng)孔板處出現(xiàn)脈動(dòng)現(xiàn)象或其它突變情況時(shí)，其穩(wěn)定原理將不能成立，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度，產(chǎn)生計(jì)量誤差。因此，為了保證計(jì)量精度，必須消除脈動(dòng)流。我們通?？刹捎靡韵聨追N措施：合理安裝引壓管，通過控制其長(zhǎng)度，減少管線中的阻力件，上下游引壓管長(zhǎng)度保持一致，減少引壓管中壓力脈動(dòng)振幅和產(chǎn)生諧振；在滿足計(jì)量能力的條件下，盡量選擇內(nèi)徑較小的引壓管，并適當(dāng)提高差壓和孔徑比；消除管線中游離液體，可采用自動(dòng)清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來減消管線中的積液引起的脈動(dòng)。

 

　　加強(qiáng)計(jì)量管理，提高操作人員技術(shù)素質(zhì)，積極引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)?？装逶跍y(cè)量管內(nèi)的部分應(yīng)該是圓的并與測(cè)量管軸線同軸，孔板的兩端面應(yīng)始終是平整的和平行的。

 

　　孔板偏心—孔板應(yīng)與節(jié)流裝置中的直管段對(duì)中。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)實(shí)驗(yàn)表明，孔板偏心引起的計(jì)量不確定度可能達(dá)到 2%，孔徑比茁 值越高，偏心率受影響越大，應(yīng)盡量使用茁 值較低的孔板。

 

　　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，孔板彎曲產(chǎn)生的***大誤差約為 3.5%。

 

　　孔板邊緣尖銳度—孔板入口邊緣磨損變鈍不銳或受腐蝕發(fā)生缺口，或孔板管道內(nèi)部的焊縫或計(jì)量法蘭墊片，都將使實(shí)際流量系數(shù)增大和差壓降低，造成計(jì)算氣量偏小。

 

　　5.結(jié)束語

 

　　差壓式孔板流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無可動(dòng)部件、安裝方便、性能可靠、耐用；使用時(shí)間較長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)制定***全；價(jià)格便宜；適用于壓力較穩(wěn)定、管徑較大的計(jì)量；并且按照標(biāo)準(zhǔn)制造的孔板不需要重復(fù)標(biāo)定。缺點(diǎn)：量程比小，一般不超過 1：4，適用的條件較高；前后直管段要求較長(zhǎng)，一般是前10D，后 5D，這導(dǎo)致站場(chǎng)工藝占地面積大；因?yàn)榭装迨枪?jié)流量裝置，壓損大時(shí)不適宜長(zhǎng)輸管線計(jì)量；引壓管輸出信號(hào)為模擬信號(hào)，還需變送器才能轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，且模擬信號(hào)重復(fù)性不高；除此之外，對(duì)整套流量計(jì)計(jì)量精度的影響因素多且錯(cuò)綜復(fù)雜，很難提高測(cè)量精度。

 

　　孔板流量計(jì)分為一次裝置（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），相關(guān)配套儀表的設(shè)計(jì)、安裝、選擇、使用、維護(hù)都需嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，建立健全各項(xiàng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)章制度，如定期清洗維護(hù)制度、定期零位校準(zhǔn)、周期送檢等制度，并在可控的狀態(tài)下使用時(shí)。