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孔板流量計(jì)的計(jì)量誤差分析

天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》（GB/T 21446）規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)孔板的技術(shù)參數(shù)要求、內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式、孔板的取壓方式、流量計(jì)使用方法以及計(jì)算、不確定度的資料，為天然氣標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)計(jì)量提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場(chǎng)使用條件變化引起的誤差和計(jì)量?jī)x表本身誤差，經(jīng)常使孔板流量計(jì)的精度不能達(dá)到要求。本文結(jié)合孔板流量計(jì)在配氣站交接計(jì)量中的應(yīng)用情況從基本誤差和附加誤差兩方面對(duì)孔板流量計(jì)的計(jì)量誤差進(jìn)行分析，并探討解決方法。1、基本誤差 基本誤差是由計(jì)量裝置本身精確度所決定的誤差，是不可避免的，一般在 1% ～ 2% 范圍內(nèi)。為了規(guī)范孔板計(jì)量，《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 18603）對(duì)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明和要求，同時(shí)對(duì)計(jì)量系統(tǒng)儀器儀表精度等級(jí)進(jìn)行了要求。 基地配氣隊(duì)孔板計(jì)量系統(tǒng)選用的差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器的準(zhǔn)確度分別為：0.25%、0.25%、0.5%，符合《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 18603）中 B 級(jí)系統(tǒng)配套儀表準(zhǔn)確度的要求。2、附加誤差 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用情況，對(duì)產(chǎn)生計(jì)量附加誤差的原因進(jìn)行以下分析。2.1 實(shí)際運(yùn)行流量值偏離設(shè)計(jì)流量值引起的誤差 這是配氣站最常見(jiàn)也是貿(mào)易雙方最關(guān)心的問(wèn)題，用氣量具有季節(jié)、日和小時(shí)的不均衡性，用氣高峰和用氣低峰變化范圍較大，且很難準(zhǔn)確的掌握用戶的用氣量，與設(shè)計(jì)流量值偏差很大。 如果用于計(jì)算孔板孔徑的最大流量與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的最大流量偏離較大，就會(huì)造成計(jì)算出來(lái)的孔板孔徑較大偏差。存在大孔板測(cè)小流量的問(wèn)題，由于 ΔP 偏小，計(jì)量精度大大降低。2.2 節(jié)流裝置產(chǎn)生的誤差1）孔板裝反引起測(cè)量誤差。在孔板閥中安裝孔板時(shí)，應(yīng)保證孔板的安裝方向正確，天然氣從孔板的上端面流向下端面。表3為廬配供總配氣量與總配外供氣量的對(duì)比，正常情況下廬配供總配氣量應(yīng)大于總配外供氣量，如表2中4.4日至4.6日數(shù)據(jù)。4.6日廬配至總配線孔板裝反，導(dǎo)致4.7日廬配供總配氣量小于總配外供氣量，引起較大誤差。2）孔板孔徑尺寸測(cè)量不準(zhǔn)確引起測(cè)量誤差。在實(shí)際使用中由于條件限制，不能及時(shí)送到檢定部門(mén)進(jìn)行檢定，而是用游標(biāo)卡尺在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。一方面存在目測(cè)誤差，另一方面由于沒(méi)有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及測(cè)量介質(zhì)溫度較高時(shí)，測(cè)量孔板的孔徑值將偏高，造成計(jì)量值比實(shí)際值偏高。如果孔板厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)、上下游直管段長(zhǎng)度不夠、計(jì)量裝置安裝不當(dāng)都能引起測(cè)量誤差。3）氣體的沖刷和腐蝕引起測(cè)量誤差。天然氣從地層采出來(lái)，雖經(jīng)分離、過(guò)濾，因其所含成分十分復(fù)雜，且成分經(jīng)常變化，從單井采氣計(jì)量、集氣計(jì)量到配氣計(jì)量，氣質(zhì)組成都各不相同，因而流量計(jì)在使用過(guò)程中宜受測(cè)量介質(zhì)天然氣的沖刷和腐蝕，對(duì)孔板和直管段的沖刷腐蝕尤為嚴(yán)重。這將影響到孔板直角入口邊緣圓弧半徑和直管段內(nèi)表面粗糙度，使得流出系數(shù)發(fā)生變化，測(cè)量的不確定度超出預(yù)期值[2]。2.3 差壓變送器引起的誤差 在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件下，孔板流量計(jì)裝置與差壓變送器之間連接的導(dǎo)壓管線容易發(fā)生腐蝕、堵塞、冰凍等，是孔板流量計(jì)薄弱環(huán)節(jié)和使用維護(hù)的重點(diǎn)。1）差壓變送器零點(diǎn)容易漂移，造成靜壓、差壓值失真，造成計(jì)算氣量比實(shí)際氣量偏差較大。2）差壓變送器的閥組和導(dǎo)壓管易生銹泄漏、堵塞。高壓側(cè)和低壓側(cè)的連接件漏氣或堵塞，都會(huì)引起較大的計(jì)量偏差。 2015 年 4 月份東營(yíng)壓氣站檢修期間，天然氣內(nèi)含有固體懸浮顆粒和油污引起廬配至總配線的下游導(dǎo)壓管堵塞，導(dǎo)致廬配至總配線計(jì)量數(shù)據(jù)偏大。2.4 天然氣組分變化引起的誤差 天然氣從單井到集氣站和配氣站，氣質(zhì)組分各不相同，因此流量值也不同。一方面，由于氣體組分的變化引起天然氣相對(duì)密度的變化，天然氣流量值與相對(duì)密度倒數(shù)的平方根成正比例變化。另一方面，天然氣組分的變化影響壓縮因子 Z 的計(jì)算，造成壓縮因子的附加誤差，而壓縮因子直接影響工況流量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下的氣體流量。由此可見(jiàn)天然氣組分變化對(duì)計(jì)量的影響很大。 2015 年 5 月份對(duì)廬配交接處的天然氣組分重新進(jìn)行了取樣分析，取樣分析前后各組分含量發(fā)生變化。由相對(duì)密度計(jì)算公式可知取樣分析前后的相對(duì)密度分別為 0.6495、0.6425，即取樣分析前后天然氣相對(duì)密度變化了 1%。

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