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

 

　　隨著計量技術(shù)和儀表技術(shù)的快速發(fā)展，在天然氣計量方面許多新型的計量設備得到廣泛應用，但差壓孔板流量計仍然是我國目前天然氣長輸管道計量用得***多的計量儀表，占整個貿(mào)易計量的比例超過 60%左右。為規(guī)范差壓孔板流量計量，制定了 GB2628 和 SY/T6143 計量標準，對孔板計量系統(tǒng)進行了詳細的說明和要求，對計量系統(tǒng)的儀器儀表準確度進行了要求。但是由于差壓孔板流量計計量系統(tǒng)特有的結(jié)構(gòu)特點，以及在運行過程中實際情況與理論情況存在偏差，往往計量精度無法得到有效保證。本文將從差壓孔板流量計的結(jié)構(gòu)特點和誤差產(chǎn)生的原因入手來探討怎樣減控其誤差的產(chǎn)生。

　　1.孔板流量計的組成

 

　　差壓式孔板流量計由 3 部分組成：淤現(xiàn)場取壓部分—包括孔板閥、前后直管段、導壓管；于溫度、壓力、組分補償部分—包括現(xiàn)場用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析計量的實時數(shù)據(jù)；盂流量計算部分—指專用流量計算機。

 

　　因為整套差壓孔板流量計是由多個部分組成，其中的每一環(huán)節(jié)都有出現(xiàn)導致誤差增加的可能，所以要保證整套計量系統(tǒng)的計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)運行。

 

　　2.誤差的分類

 

　　差壓孔板流量計計量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點決定了會產(chǎn)生兩種誤差：淤附加誤差，是由于流量計在運往中偏離了標準條件產(chǎn)生的；于基本誤差，這是流量計本身所存在的誤差；基本誤差是所有計量儀表都具有的，根據(jù)其計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量是一種連續(xù)且不可重復的計量，如果不加以適時的監(jiān)控，所引起的計量附加誤差可能會相當大，尤其當進行貿(mào)易結(jié)算時，為供需雙方帶來計量不準甚至計量糾紛等嚴重影響。但是，附加誤差也可以進行減控的，本文分析了產(chǎn)生附加誤差的主要原因，提出精心管理，細致操作以減小計量誤差的重要性。

 

　　3.影響計量精度的原因

 

　　基本誤差是生產(chǎn)運行中可接受的，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、選型都嚴格按照標準執(zhí)行，而在安裝和使用過程中，沒有嚴格遵守技術(shù)要求執(zhí)行，就會造成附加誤差，這種誤差的大小是無法估計的。例如：

 

　　（1）孔板安裝前后直管段不足。節(jié)流裝置的流量計算公式是以孔板的穩(wěn)定流動為基礎的，直管段長度不夠?qū)⒅苯訉е聹y量點有脈動現(xiàn)象，穩(wěn)定原理不能成立，從而影響測量精度，產(chǎn)生計量誤差。

 

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

 

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

 

　?。?）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，這些都會帶來嚴重的附加誤差。

 

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

 

　　至 0kPa，這種情況將無法確保較高的計量精度。

 

　　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，下面提出相應的一些方法和措施對其附加誤差進行減控。

 

　?。?）孔板節(jié)流裝置在使用前的安裝中應按照標準安裝設計，直管段的長度必須滿足標準要求，根據(jù)孔板前阻力件形成配接足夠長度的直管段，一般應前 20D，后 10D，必要時安裝整流器。

 

　?。?）導壓管應采用耐腐蝕材料，其內(nèi)徑不小于 6mm，長度***好在16mm以內(nèi)。在滿足計量能力的條件下，應選擇內(nèi)徑較小的測量管，提高差壓和孔徑比；采用短引壓管線，減少管線中的阻力件，并使上下游管線長度相等，減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動振幅增加；導壓管應垂直或傾斜敷設，起傾斜度不小于 1：12。此外，特別重要的是需定期對導壓管進行吹掃。

 

　?。?）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。定期對孔板進行清洗和檢查，孔板應每月至少清洗一次，檢查儀表零點，儀表 D/A 轉(zhuǎn)換通道、核對流量計算參數(shù)。

 

　?。?）變送器和流量顯示儀表的度對整套流量計系統(tǒng)的度也很重要。目前變送器大多數(shù)采用的是 4~20MA 信號。變送器及上位機應定期檢查零位和校驗，零位應每月檢查一次，差壓變送器校驗應每三個月進行一次，壓力變送器至少每半年校驗一次。

 

　　（5）在選用不同內(nèi)徑的孔板時，應準確計算好流速的大小，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，孔板流量計造成脈動流，它能引起差壓的波動，而節(jié)流裝置的流量計算公式是以孔板的穩(wěn)定流動為基礎的，當孔板處出現(xiàn)脈動現(xiàn)象或其它突變情況時，其穩(wěn)定原理將不能成立，從而影響測量準確度，產(chǎn)生計量誤差。因此，為了保證計量精度，必須消除脈動流。我們通?？刹捎靡韵聨追N措施：合理安裝引壓管，通過控制其長度，減少管線中的阻力件，上下游引壓管長度保持一致，減少引壓管中壓力脈動振幅和產(chǎn)生諧振；在滿足計量能力的條件下，盡量選擇內(nèi)徑較小的引壓管，并適當提高差壓和孔徑比；消除管線中游離液體，可采用自動清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來減消管線中的積液引起的脈動。

 

　　加強計量管理，提高操作人員技術(shù)素質(zhì)，積極引進吸收國外先進的計量技術(shù)。孔板在測量管內(nèi)的部分應該是圓的并與測量管軸線同軸，孔板的兩端面應始終是平整的和平行的。

 

　　孔板偏心—孔板應與節(jié)流裝置中的直管段對中。金屬管轉(zhuǎn)子流量計實驗表明，孔板偏心引起的計量不確定度可能達到 2%，孔徑比茁 值越高，偏心率受影響越大，應盡量使用茁 值較低的孔板。

 

　　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，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)部的焊縫或計量法蘭墊片，都將使實際流量系數(shù)增大和差壓降低，造成計算氣量偏小。

 

　　5.結(jié)束語

 

　　差壓式孔板流量計優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、無可動部件、安裝方便、性能可靠、耐用；使用時間較長，標準制定***全；價格便宜；適用于壓力較穩(wěn)定、管徑較大的計量；并且按照標準制造的孔板不需要重復標定。缺點：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，一般是前10D，后 5D，這導致站場工藝占地面積大；因為孔板是節(jié)流量裝置，壓損大時不適宜長輸管線計量；引壓管輸出信號為模擬信號，還需變送器才能轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，且模擬信號重復性不高；除此之外，對整套流量計計量精度的影響因素多且錯綜復雜，很難提高測量精度。

 

　　孔板流量計分為一次裝置（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)計量器具等），相關(guān)配套儀表的設計、安裝、選擇、使用、維護都需嚴格按照有關(guān)標準進行，建立健全各項運行維護規(guī)章制度，如定期清洗維護制度、定期零位校準、周期送檢等制度，并在可控的狀態(tài)下使用時。