摘 要： 通?？装?span href=http://cn.newmaker.com/cat_1160013.html target=_blank>流量計的測量準確度能夠滿足國家標準的要求，但在實際使用中，由于節(jié)流裝置的設計、制造、安裝和使用不符合標準要求等原因，影響了流量的測量準確度。通過對孔板節(jié)流裝置測量原理、安裝要求、儀表的選擇等因素的分析，指出影響孔板流量計測量準確度的根本因素是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動狀態(tài)是否偏離設計標準。只有使流量計在正確的工況下運行，才能減少計量誤差，確保計量準確度。
關鍵字： 孔板流量計 計量 誤差 途徑 選擇 方法

天然氣計量中，使用較多的是孔板流量計，它由節(jié)流裝置、導壓管、差壓計、壓力計和溫度計等組成。正常情況下，它的測量準確度能滿足國家標準和石油部標準的要求。但在實際工作中，由于節(jié)流裝置設計、制造、安裝和使用不符合標準要求，參數(shù)選擇不當，用戶負荷變化，人工取值不準等原因，都不同程度地影響著流量測量的準確度。因此，找出孔板流量計測量誤差產(chǎn)生的原因及解決辦法是關系到計量準確的重要工作。

1 節(jié)流裝置

1.1 孔板制造及安裝

采用孔板流量計時，對孔板加工的技術要求十分嚴格，必須符合國家標準或部頒標準中的規(guī)定，否則，會給天然氣流量測量結果帶來誤差。

（1）孔板偏心：實驗表明，孔板偏心引起的計量誤差一般在2%以內(nèi)，孔徑比β值愈高，偏心率影響愈大，所以，應避免采用β值高的孔板。

（2）孔板彎曲：由于安裝或維修不當，使孔板發(fā)生彎曲或變形，導致流量測量誤差較大。在法蘭取壓的孔板上進行測試結果，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、焊縫等也會使流量測量產(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。試驗證明，當β=0.7，突出物體位于孔板上游2倍管徑處時，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，對計量準確度的影響要小些。

1.2 提高計量準確度途徑

（1）管道要求：國家標準對計量管長度、直管、圓度和內(nèi)表面粗糙度等都有嚴格的技術要求。當計量管最小長度不能滿足標準要求時，會給流量測量結果帶來偏差，其大小與孔徑比β和雷諾數(shù)有關，所以必須在孔板前面的直管上安裝整流器，才能保證計量準確度。

（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1度。安裝孔板時要注意裝入管道的方向，嚴禁反裝，必須符合標準對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。新建站場必須在管道吹掃并運行幾天后，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，差壓計量程過大，流量較小，差壓計工作在30%以下，會大大降低流量測量準確度，當計量流量減小后，要及時更換差壓計的量程彈簧或孔板規(guī)格，否則，差壓誤差會成倍增加。

在選擇儀表差壓值時，既要考慮孔徑比β，又要使經(jīng)過孔板壓力損失后的壓力能滿足生產(chǎn)需要。法蘭取壓β值應在0.15～0.7之間，這樣既可保證計量準確度，又可以減少壓力損失。

3 脈動流的影響

（1）脈動流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動流，它能引起差壓的波動，使記錄曲線變成一個寬帶。①天然氣井若為氣水同產(chǎn)，這些井的計量差壓均發(fā)生波動；②長輸管道或氣田管道積液造成計量差壓波動；③天然氣壓縮機的使用使計量差壓發(fā)生波動；④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發(fā)生急劇變化，供氣調(diào)壓閥突然開大或關小也會導致差壓波動。

（2）抑制脈動流的方法。①消除或遠離脈動源：采取控水采氣；采用高效分離器，加強氣水分離；對積存在計量管段、導壓管、流量計高低壓波紋管室中及管道中的凝析液應及時吹掃或清管。②控制計量管段下流閥：實踐證明，控制下流閥對各類脈動源引起的差壓波動都有抑制作用。③加裝緩沖罐：可在測量管段前加裝緩沖罐，可儲存和釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動源引起的差壓波動，也可設置專門的脈動衰減器。④提高差壓和孔徑比β：對于同一條計量管道，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，必須相應減小計量管管徑。⑤安裝調(diào)壓閥：在測量點前入口處加裝調(diào)壓閥，穩(wěn)定輸出壓力，可有效地減少脈動現(xiàn)象對計量準確度的影響。

4 結束語

影響孔板流量計測量準確度的根本原因是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動狀態(tài)是否偏離設計標準。因此，在實際使用中，應嚴格按照設計要求定期對節(jié)流裝置、孔板、雙波紋差壓計進行檢查和調(diào)校，這樣才能減少計量誤差，確保計量準確度。 傳統(tǒng)的孔板流量計機體現(xiàn)場清理過程是一個骯臟、粗笨、既花錢而又低效的工作。它需要把流量計機體從管內(nèi)拖出，然后或是放在固定的管子上或是用吊車吊起來，再用粗大而費用不菲的磨石通過其內(nèi)部來回旋轉進行清理。這是個既費力費錢，而又低效的勞動。因為這不僅需要花錢租賃專用起吊設備、雇用熟練管工，還會由于磨石的旋轉而碰傷流量計機體的內(nèi)表面，最終產(chǎn)生的廢棄殘屑也會污染周圍環(huán)境。

美國伊利諾伊州的羅伯特·A·博恩斯先生觀察到傳統(tǒng)清理過程的弊端，經(jīng)過四年的潛心研究，開發(fā)出了一種為孔板流量計機體進行在線清理的新方法。這種被命名為“博恩斯清理法"的流量計機體在線清理過程，是其本人和工程隊在觀察了設在伊里諾斯州一座大型天然氣地下儲庫的流量計清理過程中得到的啟發(fā)。

博恩斯在線清理法采用專門開發(fā)的、可進入流量計機體內(nèi)部的一種清掃法蘭，法蘭上裝有一種高壓噴槍。噴槍利用專門設計的旋轉噴嘴，將一種沒有危害而又能進行生物降解的堅硬表面清洗劑噴灑在流量計的機體內(nèi)部。噴槍上刻有通過流量計機體內(nèi)部一定部位的刻度標記。它既能減少和清除粘附在機體內(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。技術員來到清理現(xiàn)場完成這種工作是采取總承包的工作方式(交鑰匙工程)，故無需其他委托人。

博恩斯流量計機體在線清理法具有如下好處：

(1)避免了相關設備的準備、熟練管工的雇用以及復雜操作過程引發(fā)的高昂費用；

(2)擺脫了已往沿襲的采用旋轉磨石刮擦設備的老辦法，完成了過去費用高昂的清理工作，并增強了流量計計量精度；

(3)減少了流量計清理停工時間，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量方式，依據(jù)各類不一樣的負荷，會采用不一樣方式的孔板。普遍的有標準孔板、圓缺孔板、軸力孔板、1／4圓孔板等。

標準孔板流量計可用通常清潔，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量。

目前在孔板流量計計算中針對性的應屬ISO 5167中的有關表達式，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，在這類負載下，當多種類型孔板能夠采用的那時候，由于標準孔板的制做規(guī)范是經(jīng)長期、許多實驗推導出來的，有很高的可信性，應盡量選用符合ISO 5167—2或GB／T 2624_93規(guī)范的標準孔板，如果加工廠按標準擠壓加工，其留量是無需校正的，并不是標準孔板及絕大部分別的流量計原裝時務必需經(jīng)行業(yè)的檢測校正。

在孔板流量計設計計算中，重要的是要處理好尺標留量、空氣壓力限定和β之間的關系。根據(jù)尺標留量，設定一基礎β值，計算△p值，再根據(jù)△p值適當調(diào)整β值。尺標留量通常是一切正常應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留量的70％左右，不大留量高過25％；空氣壓力限定一般推薦10，16，25，40，50kPa幾檔， 值取～為推薦值。