關(guān)于常用幾種流量計(jì)在天然氣計(jì)量誤差分析

輸差往往造成天然氣供需雙方交接差，如果輸差較大的話就不能反映實(shí)際值，甚至引起計(jì)量糾紛。因此，有必要對(duì)天然氣的輸差問題作深入研究，以確定交接雙方都能夠接受的允差范圍。本文即對(duì)計(jì)量引起的輸差作簡(jiǎn)要探討，并提出減少計(jì)量誤差的措施。

    1 天然氣計(jì)量誤差影響因素分析

    1.1 基本誤差

    由測(cè)量裝置本身準(zhǔn)確度所決定的誤差。

    由于孔板流量計(jì)測(cè)得的流量是根據(jù)差壓信號(hào)間接求得的。從公式可以看出，影響測(cè)量準(zhǔn)確度的主要因素是α、F、ε等值。必須保持α、F、ε均為恒定值，才能達(dá)到差壓和流量之間有恒定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但在實(shí)際生產(chǎn)中，α、F、ε都與某些因素有關(guān)，特別是流量系數(shù)α，它是一個(gè)影響因素復(fù)雜，變化范圍大的重要系數(shù)，如果在測(cè)量過程中不能保證α為恒定值，則測(cè)量誤差將會(huì)較大。

    從資料和實(shí)驗(yàn)證明，流量系數(shù)α值與取壓點(diǎn)位置、孔板的開孔截面積和管道截面積比（m=d²/D²）、雷諾數(shù)、管壁粗糙度、孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。

    1.2 附加誤差

    在流量計(jì)的安裝和使用過程中，沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求和設(shè)計(jì)所提供的數(shù)據(jù)而找成的誤差。這種誤差的大小是無法估計(jì)的。但是通過對(duì)造成誤差因素的分析，可以將誤差降低�？装辶髁繙y(cè)量系統(tǒng)安裝使用時(shí)，必須符合下列技術(shù)要求：

    ①孔板安裝時(shí)，他的開孔中心和管道中心軸線同心，而且它的端面與管道軸線垂直；

    ②孔板上、下游側(cè)取壓孔軸線符合距孔板上、下游端面的距離為25.4±0.8mm的要求；

    ③取壓孔的軸線應(yīng)與孔板上下游側(cè)2D測(cè)量管長(zhǎng)度的內(nèi)圓柱的軸線垂直，取壓孔的軸線與孔板兩端面向外傾斜角的夾角不大于3度。取壓孔直徑不應(yīng)大于0.08D；

    ④孔板安裝需要前后直管段，直管段的長(zhǎng)度與孔板上游側(cè)局部阻力件的形式和直徑比β有關(guān)。

    ⑤差壓信號(hào)管路的安裝：孔板節(jié)流裝置安裝于現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)酷的工作場(chǎng)所，在*運(yùn)行后，無論管道或節(jié)流裝置都會(huì)發(fā)生一些變化，如堵塞、結(jié)垢、磨損、腐蝕等。檢測(cè)件是依靠結(jié)構(gòu)形狀及尺寸保持信號(hào)的準(zhǔn)確度，因此任何幾何形狀及尺寸的變化都會(huì)帶來附加誤差。麻煩的是，測(cè)量誤差的變化并不能從信號(hào)中覺察到，因此定期檢查檢測(cè)件是必要的。可以根據(jù)測(cè)量介質(zhì)的情況確定檢查的周期。

    2 提高計(jì)量精度的途徑分析

    天然氣流量測(cè)量精度與孔板和取壓裝置，管道條件、安裝質(zhì)量、天然氣質(zhì)含量等多種因素有關(guān)。當(dāng)這些因素發(fā)生變化時(shí)，所涉及的參數(shù)也隨之發(fā)生變化。所以，為了保證測(cè)量精度，必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保節(jié)流裝置的安裝質(zhì)量。

    2.1 選好節(jié)流裝置

    要提高測(cè)量精度，要適當(dāng)?shù)臎Q定節(jié)流裝置的孔徑，管徑和流量計(jì)測(cè)量。在計(jì)量管內(nèi)徑比（D）不變時(shí)，截面比（m）越小測(cè)量精度越高；m不變時(shí)，D越大測(cè)量精度越高�？梢栽诒ＷC經(jīng)節(jié)流裝置的天然氣雷諾數(shù)大于臨街雷諾數(shù)，其流量系數(shù)恒定前提下，增大D而減小m，有利于提高測(cè)量精度。

    2.2 調(diào)整計(jì)量?jī)x表

    計(jì)量工作還必須適應(yīng)經(jīng)常性的氣量調(diào)節(jié)的情況，在增大或減小計(jì)量時(shí)，為了滿足測(cè)量精度的要求，可以：①在m為0.1～0.3范圍內(nèi)，更換孔板以改變壓差，滿足壓力計(jì)范圍50%～90%要求；③并聯(lián)不同規(guī)格的差壓計(jì)；④并聯(lián)或更換不同管徑的節(jié)流裝置；⑤對(duì)氣量變化幅度和頻率大的“調(diào)節(jié)氣源”和用戶，使用型孔板閥可以獲得較好的測(cè)量效果。

    2.3 管道

    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zui小長(zhǎng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，會(huì)給流量結(jié)果帶來偏差。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)量精度。

    2.4 節(jié)流裝置的安裝

    孔板入口端面必須與管道軸線垂直，其偏差不能超過1°。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犬于0.03D。墊片的安裝不得安入直管段內(nèi)或取壓裝置內(nèi)腔，不得擋出取壓口及引起取壓位置的改變。

    3 天然氣計(jì)量輸差控制的具體措施分析

    3.1 附加計(jì)算誤差                      

    雙波紋管差壓計(jì)是一種瞬時(shí)流量計(jì)，接GB2624—81標(biāo)準(zhǔn)要求，在測(cè)量時(shí)間內(nèi)測(cè)量參數(shù)差壓hW和溫度t應(yīng)保持穩(wěn)定不變才能保證流量測(cè)量精度。但由于多種原因，差壓計(jì)流量卡片上記錄曲線大都是波動(dòng)的，采用大平均法人工計(jì)算流量帶來的誤差叫附加計(jì)算誤差，它并不能代表瞬時(shí)流量的積分值，與實(shí)際流量是有誤差的。這時(shí)可以采取以下方法進(jìn)行修正：①加裝穩(wěn)定壓裝置，為了保證計(jì)量精度，消除附加計(jì)算誤差，在節(jié)流裝置前應(yīng)加裝調(diào)壓器，以保持氣體壓力基本穩(wěn)定，應(yīng)可保持一個(gè)參數(shù)穩(wěn)定避免引起附加計(jì)算誤差；②采用壓力、溫度自動(dòng)補(bǔ)償積算器，能自動(dòng)將變化著的靜壓力P、溫度T和差壓hW積入積算器進(jìn)行計(jì)算，求出每一時(shí)刻瞬時(shí)流量并自動(dòng)累計(jì)顯示流量，從而克服大平均法所帶來的附加計(jì)算誤差；③搞好站場(chǎng)調(diào)壓以使流量計(jì)靜壓保持基本穩(wěn)定。

    3.2 消除脈動(dòng)流的影響

    管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動(dòng)流，節(jié)流裝置上出現(xiàn)明顯的脈動(dòng)流時(shí)可能產(chǎn)生較大的誤差，為了獲得準(zhǔn)確的計(jì)zui，可采用下列方法消除脈動(dòng)流的影響：①采取控水采氣，保持氣井在不產(chǎn)地層水的條件下生產(chǎn)，消除引起差壓波動(dòng)的脈動(dòng)源；采用分離器，加強(qiáng)氣水分離，及時(shí)排除管道積液；對(duì)積存在計(jì)量管段、導(dǎo)壓管、流量計(jì)高低壓波紋室中及管道中的凝析液及時(shí)吹掃或清管；②試驗(yàn)證明，采取控制計(jì)量管段下流閥的方法，抑制脈動(dòng)流效果很好。在控制下流閥時(shí)，只要靜壓指針上升1～2格，差壓的脈動(dòng)幅度就會(huì)減少80%～90%，實(shí)踐證明，控制下流閥，對(duì)各脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)都有抑制作用；③為了減少脈動(dòng)現(xiàn)象，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對(duì)于同一條計(jì)量管道，若要提高差壓、就要降低孔扳直徑，使孔比β降低，為了使差壓和孔徑比都要提高，必須相應(yīng)減小計(jì)量管管徑；⑤在流量點(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)量精度的影響。如有可能，采用綜合治理辦法消除脈動(dòng)現(xiàn)象，效果會(huì)更好。

    除上述措施外，還要注意強(qiáng)化管理提高天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)，并盡可能的采用*的天然氣計(jì)量技術(shù)，以提高計(jì)量精度，從而減少輸差。