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1 差壓式流量計(jì)量系統(tǒng)的工作原理

    對(duì)于測(cè)量氣體來(lái)講，差壓式天然氣流量計(jì)是一類應(yīng)用zui廣泛的流量計(jì)，在各類流量?jī)x表中其使用量占居*。近年來(lái)，由于各種新型流量計(jì)的問(wèn)世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前仍是zui重要的一類流量計(jì)。差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中標(biāo)準(zhǔn)孔板產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和標(biāo)準(zhǔn)孔板

與管道的幾何尺寸來(lái)計(jì)算流量的儀表。差壓式流量計(jì)由一次裝置（標(biāo)準(zhǔn)孔板）和二次裝置（差壓變

送器、配電器、控制器和流量計(jì)算機(jī)）組成。

    孔板天然氣流量計(jì)量系統(tǒng)主要由標(biāo)準(zhǔn)孔板、差壓變送器和流量計(jì)算機(jī)組成，即有硬件和軟件兩部分組成?？装宓淖饔弥饕菤怏w流經(jīng)孔板時(shí)使上下游側(cè)產(chǎn)生壓力差P1，P2；差壓變送器的作用是將壓差轉(zhuǎn)換為4―20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；流量計(jì)算機(jī)主要是根據(jù)SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)——《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)

量天然氣流量》，以天然氣在標(biāo)準(zhǔn)條件下體積流量計(jì)算實(shí)用公式qvn=AvnCEd2FGεF2FT（P1△P）為

核心進(jìn)行編程和組態(tài)，將采集來(lái)的所有相關(guān)天然氣的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，zui后以標(biāo)況體積流量顯示

給用戶。

    2 差壓式流量計(jì)量系統(tǒng)常見(jiàn)誤差進(jìn)行分析

    由于計(jì)量?jī)x表誤差以及現(xiàn)場(chǎng)使用條件不*符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的情況是難免的，其帶來(lái)的誤差往往

影響計(jì)量貿(mào)易結(jié)算。下面就常見(jiàn)的誤差進(jìn)行分析。

    （1）對(duì)用戶的用氣量掌握得不夠準(zhǔn)確，即用于計(jì)算孔板孔徑的zui大流量和zui小流量偏離用戶

實(shí)際的zui大流量和zui小流量較大，這樣造成計(jì)算出來(lái)的孔板孔徑較大，即而產(chǎn)生誤差。

    現(xiàn)根據(jù)SY/T6143—2004天然氣流量計(jì)量方法中的使用公式：qvn=AvnCEd2FGεF2FT（P1△P）？

分析：在壓力、溫度及組分不變的情況下，AvnCEFGεFZFT是常數(shù)，差壓計(jì)量程不變，變量是d和△

P。

    大孔板測(cè)小流量，△P偏小，這樣使差壓計(jì)工作在量程的10%以下，這是不符合SY/T6143—2004

的要求即差壓值宜工作在滿量程的10%～90%范圍內(nèi)。

    （2）孔板的制造和安裝應(yīng)符合SY/T6143—2004的規(guī)定才能投入使用?？装逶谑褂眠^(guò)程中受氣

體的沖刷和腐蝕程度不同，特別是對(duì)孔板直角入口邊緣和直管段內(nèi)壁的沖刷腐蝕尤為嚴(yán)重，這將影

響到孔板直角入口邊緣圓弧半徑rk和直管段內(nèi)表面粗糙度算術(shù)平均偏差Ra的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，流出系數(shù)C

將發(fā)生變化，流量測(cè)量的不確定度超過(guò)估算值。為了避免這種誤差，更換新孔板和新直管段，若要

繼續(xù)使用可求出rk和Ra，對(duì)流出系數(shù)修正后再使用。修正方法為：將原流出系數(shù)C乘上孔板尖銳度

系數(shù)bk和粗糙度系數(shù)rRe或者同時(shí)乘bk和rRe，即C′=CbkrRe。

    可以看出修正后的流出系數(shù)比原流出系數(shù)要大，如果不進(jìn)行修正這樣計(jì)算的流量結(jié)果qvn偏小

。

    2.3 由于差壓式流量計(jì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安裝要求比較高，所以下面談?wù)勔恍┌惭b不當(dāng)造成的誤差。

    SY/T6143—2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定差壓變送器與壓力變送器的取壓孔和導(dǎo)壓管分開(kāi)設(shè)置，在保證雙重連

接不導(dǎo)致差壓測(cè)量的誤差時(shí)，允許將上游靜壓取壓口與差壓變送器的上游取壓口共用。

    如果差壓變送器下游側(cè)導(dǎo)壓管的排污閥由于人為操作或者產(chǎn)生泄露，這時(shí)P2減小，則△P=P1-

P2增大，根據(jù)公式qvn=AvnCEd2FGεF2FT（P1△P）可以看出zui終的體積流量qvn增大。所以標(biāo)準(zhǔn)要

求閥組應(yīng)有封記，以防未經(jīng)許可的操作影響整個(gè)測(cè)量準(zhǔn)確度。

    現(xiàn)場(chǎng)惡劣工作條件下，節(jié)流裝置與差壓變送器及其連接部分引壓管線是使用維護(hù)的重點(diǎn)。其產(chǎn)

生誤差的因素主要有：①現(xiàn)場(chǎng)不能滿足直管段要求的長(zhǎng)度。②上游測(cè)量管沉積臟物。③直管段粗糙

度影響，④節(jié)流件產(chǎn)生臺(tái)階、偏心。⑤孔板上游端面平度。⑥取壓位置。焊接、焊縫突出。⑦導(dǎo)壓

管的敷設(shè)及防凍。⑧節(jié)流件不同軸度。⑨直管段的圓度和直度。⑩溫度變送器的安裝。

    2.4 流體參數(shù)的變化所帶來(lái)的誤差

    天然氣從單井計(jì)算，集氣計(jì)量到配氣計(jì)量，氣體組分各不相同。由于氣體組分的變化引起天然

氣相對(duì)密度Gr的變化，終而影響體積流量。目前南氣末站計(jì)量系統(tǒng)采用的是直接輸入天然氣組分和

相對(duì)密度的方法；假如天然氣的來(lái)源發(fā)生變化，則組分就不同，相對(duì)密度也不同，所產(chǎn)生的熱量也

是不一樣的。根據(jù)公式FG=（1/Gr）?得知，由于組分的改變導(dǎo)致相對(duì)密度Gr變小或變大，那么FG變

大或變小，則qvn變大變小。所以說(shuō)天然氣的來(lái)源改變就要對(duì)天然氣的組分進(jìn)行分析，若不及時(shí)糾

正就會(huì)產(chǎn)生偏差。

    由于流出系數(shù)C與雷諾數(shù)Re有關(guān)。雷諾數(shù)的大小取決于三個(gè)參數(shù)，即流體的速度、流束的定型

尺寸以及工作狀態(tài)下的粘度。在雷諾數(shù)較小時(shí)，流出系數(shù)的變化較大，因此，在被測(cè)流量偏離常用

流量時(shí)，會(huì)引起附加誤差。為了使這個(gè)附加誤差不致太大，對(duì)已知β值的節(jié)流裝置，在雷諾數(shù)

較高的區(qū)域內(nèi)使用。

    3 解決天然氣計(jì)量問(wèn)題的幾條途徑

    3.1 加強(qiáng)管理，提高技術(shù)人員素質(zhì)

    安裝和使用誤差是在安裝時(shí)或長(zhǎng)期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕、磨損、沾污等造成的。因此，應(yīng)

嚴(yán)格按技術(shù)要求安裝流量計(jì)量系統(tǒng)，消除安裝誤差。在使用過(guò)程中，操作人員應(yīng)做好系統(tǒng)的檢修、

維護(hù)、保養(yǎng)工作，延長(zhǎng)其使用壽命，減小計(jì)量誤差。同時(shí)，在實(shí)際使用中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行SY/T6143-

2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

    3.2 測(cè)量?jī)x表的正確選用

    測(cè)量?jī)x表應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，當(dāng)流量變化范圍大時(shí)要考慮用寬量程智能差變，二次儀表的計(jì)

量模型應(yīng)符合SY/T6143-2004的要求計(jì)算FZ能輸入組份，實(shí)時(shí)計(jì)算C值。

    3.3 加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)

    要求對(duì)計(jì)量技術(shù)人員不定期的進(jìn)行在外學(xué)習(xí)、交流，對(duì)計(jì)量檢定人員可以適當(dāng)?shù)牟扇?nèi)部培訓(xùn)

的方式，改善計(jì)量隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)單位計(jì)量部門(mén)的計(jì)量管理，逐步提高計(jì)量人員的技術(shù)素質(zhì)，對(duì)

更好的加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)督具有重要的意義。因此在天然氣計(jì)量的實(shí)際應(yīng)用中要求技術(shù)人員應(yīng)深入研究

SY/T6143-2004的精髓，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安裝、使用、處理數(shù)據(jù)，保證天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性。

    4 天然氣計(jì)量的發(fā)展方向

    引進(jìn)、消化、吸收近幾年發(fā)展起來(lái)的天然氣計(jì)量新技術(shù)。從國(guó)外情況來(lái)看，在天然氣貿(mào)易

中能量計(jì)量幾乎已全面取代傳統(tǒng)的體積計(jì)量，而我國(guó)的天然氣計(jì)量領(lǐng)域中體積計(jì)量仍占統(tǒng)制地位。

為了盡快與接軌，使用單位與各科研究院所聯(lián)合攻關(guān)，開(kāi)展天然氣能量計(jì)量的試驗(yàn)工作，并在

此基礎(chǔ)上完成標(biāo)準(zhǔn)化，SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)就完善了質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量，在消化引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)

上發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的天然氣質(zhì)量、能量計(jì)量系統(tǒng)。

    5 結(jié)論

    由于孔板天然氣流量計(jì)在使用中，產(chǎn)生誤差的因素很多，所以要求計(jì)量技術(shù)人員加強(qiáng)計(jì)量系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的安裝要求和儀表選型以及軟件組態(tài)，對(duì)產(chǎn)生的誤差要及時(shí)地應(yīng)用科學(xué)方法修正，保證天然氣貿(mào)易結(jié)算正常運(yùn)行