摘要：随着(zhe)世界天然(ran)氣工業的(de)迅速發展(zhan)，天然氣貿(mao)易的頻繁(fán)，對天然氣(qi)的準确計(jì)量要求越(yue)來越高。目(mu)前國内孔(kong)闆流量計(ji) 占90%以上，而(ér)影響該流(liú)量計 計量(liàng)精度的因(yin)素很多，包(bao)括流體特(tè)性、儀表性(xìng)能、安裝、環(huan)境✉️條件等(děng)方面，要解(jiě)決或減少(shao)這些影響(xiǎng)因素，必須(xū)加強管理(lǐ)🌏、正确選用(yòng)儀表及加(jiā)強技術培(péi)訓，提🔆高人(rén)員素質。
1前(qián)言
　　天然氣(qì)在世界能(néng)源結構中(zhōng)所占的比(bǐ)例不斷上(shàng)升，據統計(ji)1970年爲17.7%，1980年爲(wèi)18.8%，1990年爲21.5%，2000年爲(wèi)22.3%，預計2010年爲(wèi)24.3%。目前天然(ran)氣的年産(chǎn)量🏃‍♀️已達到(dao)2.3×104億🐅m3左右。天(tiān)然氣的産(chǎn)區與其消(xiāo)費地區之(zhī)間的距離(lí)就決定了(le)此項能源(yuán)的國際貿(mào)易量頗大(dà)，20世紀90年代(dai)以來此數(shu)字不斷上(shàng)升，現已達(dá)到💛4200億m3/a，其中(zhōng)75%以上由管(guan)道輸送，其(qí)餘則爲液(ye)化天然氣(qi)。我國是天(tiān)然氣資源(yuan)豐富的國(guo)家🏃‍♂️之一，天(tiān)然氣遠景(jing)儲量約達(dá)38×104億m3，其中陸(lu)上占79%，海上(shàng)占21%。天然氣(qi)的生産、利(lì)用過程是(shi)一個流程(chéng)複雜、規模(mó)大、速度快(kuai)且連續運(yùn)行的系統(tǒng)。在這個系(xì)統中，無論(lun)是🌐在井場(chang)、集氣站、配(pei)氣🥵站，還是(shì)在使用者(zhě)家庭都可(kě)見到用于(yú)不📧同目的(de)的🔞各種流(liú)量測量儀(yi)表。其計㊙️量(liang)的準确與(yu)否受到人(rén)們的普遍(bian)重視，因此(cǐ)計量的精(jing)度✔️是選擇(ze)任何類型(xíng)的流量計(ji)都必須考(kǎo)慮的重要(yao)指标。在實(shí)際應用中(zhōng)，影響流量(liàng)計計量精(jīng)度的因素(sù)很多。
2目前(qián)孔闆流量(liang)計計量中(zhong)存在的問(wèn)題
　　流量計(ji)量儀表品(pin)種多，計算(suàn)模型五花(huā)八門，如 标(biāo)準孔闆流(liu)量計 、 渦街(jie)流量計 、 漩(xuan)渦流量計(jì) 、 超聲波流(liu)量計 等，除(chu)了标準孔(kong)闆流量計(ji)外，餘者皆(jie)缺乏必要(yào)的标準⭕或(huo)規🐕範支持(chi)。
　　孔闆流量(liang)計在20世紀(jì)初即使用(yong)于天然氣(qi)流量測量(liang)，經💃過一個(gè)世紀的漫(màn)長發展過(guo)程，它已成(chéng)爲全世界(jie)🔞最主要的(de)天然氣流(liú)量計。據估(gū)計，目前在(zài)國外它約(yuē)占60%，而在國(guo)内占90%以上(shàng)。美國AGA（美國(guó)燃氣協會(huì)）No.3報告(孔闆(pan)流量計計(ji)量天然氣(qi)及其它烴(ting)類流體)就(jiù)是針對天(tian)然氣計量(liàng)的标準，從(cóng)中可🏃‍♂️知，孔(kong)闆流量計(jì)測量天然(ran)氣流量已(yi)經進行過(guò)非常深入(ru)細緻的研(yán)究試驗，積(jī)⚽累了豐富(fu)的實踐經(jīng)驗，在量的(de)基礎上産(chǎn)生了質的(de)飛🔴躍，其标(biāo)志就是标(biao)🌂準化——用标(biao)準孔闆流(liú)量計，可以(yǐ)無須校準(zhǔn)而确定信(xìn)号(差壓)與(yǔ)流量的關(guan)系，并🔱估算(suàn)其測量誤(wù)差，目前在(zài)全部⭕流量(liang)計中它是(shì)唯一達到(dào)此标準的(de)。
　　孔闆流量(liang)計的主要(yào)特點爲結(jie)構易于複(fú)制、簡單牢(lao)固、性能穩(wen)定可靠、使(shi)用期限長(zhang)、價格低等(děng)。整套流量(liang)計由節流(liú)裝置、 差壓(ya)變送器 和(he)流量顯示(shì)儀(或流量(liàng)計算機)組(zǔ)成。它們可(ke)以分别由(you)不同廠家(jia)生産，易于(yú)形成規模(mo)生産、經濟(ji)效益高，各(ge)部✉️分組👉合(he)非🚩常靈活(huo)，即使目前(qian)推出的 一(yī)體化孔闆(pǎn)流量計 ，亦(yì)可分開生(shēng)産，再靈活(huó)組裝。
　　在現(xian)場惡劣工(gōng)作條件下(xià)，節流裝置(zhi)與差壓變(biàn)送器💰及💋其(qí)連🔞接🏃部♍分(fèn)的引壓管(guan)線是使用(yong)維護的重(zhong)點。《天然氣(qi)流量🏒的标(biāo)準孔闆計(jì)量方法》(SY/6143-1996)中(zhōng)指出，天然(rán)氣從🌂地層(céng)中✂️開采出(chū)來，雖經分(fèn)離、除塵和(he)過💯濾，因其(qí)所含成份(fen)十分複雜(zá)，從單井計(jì)算、集氣計(ji)量到配氣(qi)計量，氣體(tǐ)組分不同(tong)，所以節流(liu)裝置在使(shǐ)用中所受(shou)到的腐蝕(shi)亦各不相(xiàng)同。特别對(dui)孔闆直角(jiǎo)入口邊緣(yuán)和測量管(guǎn)内壁的沖(chòng)刷、腐蝕尤(yóu)爲嚴重，這(zhè)将影響孔(kǒng)闆直💚角⚽入(ru)口邊緣弧(hú)半徑⭐和測(ce)量管内壁(bì)的👈相對粗(cu)糙度，流出(chu)系數發生(sheng)變化，流量(liang)測量不确(que)定度超出(chu)估計數。輸(shu)出信号爲(wei)模拟信号(hào)，重複性不(bu)高，對🎯整套(tao)流量計的(de)精度影㊙️響(xiǎng)因素多且(qiě)錯👈綜複雜(zá)，因此精度(du)提高的難(nan)度很大。
2.1被(bei)測流體特(te)性的影響(xiǎng)
　　由于天然(rán)氣本身的(de)性質，會随(sui)着外界環(huan)境溫度的(de)變♉化而發(fa)生複雜的(de)變化，從而(ér)影響流量(liàng)計的測量(liàng)精度。對于(yú)天然氣的(de)測量，必須(xu)首先确定(ding)天然氣的(de)工作溫度(du)和壓力，以(yǐ)免☀️造成密(mi)度和壓縮(suo)系數的過(guo)大變化。低(dī)密度氣體(tǐ)對某些測(ce)量方法呈(cheng)現困難，此(ci)🈲時就要改(gai)變💘所選擇(ze)的測量方(fāng)法，或者進(jìn)行溫度和(hé)(或)壓力修(xiū)正，以保證(zheng)測量精度(du)⭕。在評估流(liu)量計的适(shi)應性時，還(hái)要掌握氣(qi)體的溫度(dù)—粘度特性(xìng)，雖然氣體(tǐ)的😘粘度随(sui)溫度和壓(yā)力變化較(jiào)小，但是對(duì)流量計量(liàng)的精度還(hái)是有一定(dìng)的影響。
　　在(zài)礦場計量(liàng)或測量含(hán)有雜質的(de)天然氣時(shí)，雜質會腐(fu)蝕儀表接(jie)觸件，使接(jie)觸表面結(jié)垢或析出(chū)結晶，減小(xiǎo)活動部件(jian)的間隙，從(cóng)而改變流(liu)量計使用(yòng)性能參✏️數(shù)，降低敏感(gǎn)元💃🏻件的靈(ling)敏度或測(cè)量性能，影(ying)響計量精(jing)度。
　　對于油(you)田濕氣(伴(bàn)生氣)，其中(zhōng)含有大量(liang)飽和水蒸(zhēng)氣，溫度降(jiang)低時有水(shuǐ)凝結；分離(li)不淨的濕(shi)氣含有油(yóu)滴或油污(wu)，屬髒污介(jie)質；間斷計(jì)量，将有油(yóu)、水沉積在(zài)管線内。它(ta)們均屬💞于(yu)多組分流(liú)動，計量時(shi)應謹慎對(dui)待[1]。經驗表(biao)明💔，單相通(tōng)用流量儀(yí)表用于多(duō)組分或多(duō)相👌流體，測(ce)量性能會(huì)改變(或🔞大(da)幅度改變(biàn))。單相流動(dong)的氣體有(yǒu)時也會🆚呈(cheng)現雙相，例(li)如💃濕氣中(zhōng)水微粒🛀随(sui)着⚽天然氣(qi)流動，環境(jìng)溫度或❤️天(tian)然氣壓力(li)偏離原定(dìng)狀态🏃‍♀️，儀表(biao)就可能不(bú)适應。測量(liàng)氣液雙相(xiàng)流時盡可(kě)能采用分(fen)離後分相(xiàng)測量，以保(bao)證最小測(ce)量不确定(ding)度，然而在(zài)有些場合(hé)這種方法(fa)并不切實(shi)可行或不(bú)符合要求(qiu)[2]。
2.2儀表性能(neng)的影響
　　孔(kǒng)闆流量計(ji)本身引起(qǐ)的誤差原(yuán)因主要有(yǒu)：孔闆入口(kou)直角銳利(lì)度，管徑尺(chi)寸與計算(suan)不符，孔闆(pan)厚度誤差(cha)，節流件附(fu)件産生台(tái)階、偏心，孔(kǒng)闆上遊端(duan)面平度🏃‍♂️，環(huan)室尺寸産(chan)生台階、偏(piān)心，取壓位(wei)置，焊縫突(tū)出，取壓孔(kǒng)加工不規(guī)範或堵塞(sai)及節流件(jiàn)不同軸♍度(du)等等。這💯些(xie)因素都有(yǒu)可能影響(xiang)孔闆的重(zhòng)複性，重複(fú)性是由儀(yi)器本身原(yuán)理與制造(zao)質量所決(jue)定，它在過(guo)程控制應(ying)用中是🔱重(zhòng)要的💰指标(biao)。而精度除(chu)取決于重(zhong)複性外，尚(shang)與量值标(biāo)定系統有(yǒu)關。在實際(ji)應用中🌂，儀(yí)表優良的(de)重複性被(bèi)許多因素(su)包括流體(tǐ)粘度、密度(dù)等變化所(suo)幹擾，都會(hui)影響測量(liàng)精度。若儀(yí)表輸出‼️特(tè)性是非線(xiàn)性的，則這(zhè)種影響更(gèng)爲突出。
　　流(liú)量儀表輸(shu)出主要有(you)線性和平(píng)方根非線(xian)性兩種。大(dà)部分流💚量(liang)儀表的非(fēi)線性誤差(chà)不列出單(dān)獨指标，而(ér)包含在基(ji)本誤差内(nèi)。然☁️而對于(yu)寬流量範(fan)圍脈沖輸(shu)出用💜作總(zǒng)量積算的(de)儀表，線性(xing)度是✂️一個(gè)重要指㊙️标(biao)，使有可能(neng)在流量範(fàn)圍内用同(tong)一個儀表(biǎo)常數，線🈲性(xing)度差就要(yao)降低儀表(biao)精度。
　　用于(yú)脈動流動(dong)場所，應注(zhù)意儀表對(dui)流動階躍(yue)變化的響(xiang)應。有🔴些使(shi)用場所要(yao)求儀表輸(shu)出跟随流(liú)動變化，而(ér)另一些爲(wèi)獲得🥰綜合(hé)平均值隻(zhī)要求有較(jiao)慢響應的(de)輸出。瞬态(tai)響應(transientresponse)常以(yi)時間常數(shu)或響應頻(pin)率表示，其(qi)值前者從(cóng)幾毫秒到(dào)幾秒，後者(zhe)在數✔️百赫(he)茲以🔴下，配(pei)用顯示🚩儀(yí)表可能相(xiàng)當大地延(yán)長響應時(shi)間。Redmedloc認爲儀(yi)表的流🚶量(liàng)上升和下(xià)降的動态(tai)響應不對(dui)稱會急劇(ju)增加測量(liang)誤差[3]。
2.3流量(liang)計安裝的(de)影響
　　管線(xian)布置的偏(pian)離造成的(de)安裝誤差(cha)是普遍性(xing)的，其主要(yao)原因是現(xian)場不能滿(mǎn)足直管段(duàn)要求的長(zhǎng)度。在☀️流量(liàng)計安☎️裝時(shi)首先應考(kǎo)慮管道的(de)布置和天(tiān)然氣的流(liú)動方向，有(you)些雖然是(shi)能雙向工(gong)作的儀表(biao)，在安裝時(shi)也要考慮(lǜ)正向📐和反(fǎn)向之間測(ce)量性能是(shì)否存在差(cha)異。
　　大部分(fèn)流量計儀(yi)表或多或(huo)少會受進(jìn)口流動狀(zhuang)況的🏃影響(xiǎng)，因而必須(xū)保證測量(liàng)流體的良(liang)好流動狀(zhuàng)況。輸送管(guan)道上安裝(zhuāng)的定排量(liàng)泵、往複式(shì)壓縮機、振(zhèn)蕩着的閥(fa)或調節器(qì)等都是常(chang)見的脈動(dong)源，上遊管(guǎn)道布置和(he)阻流件會(huì)引起流動(dòng)擾動，另外(wai)管道直徑(jìng)和方向的(de)急劇改變(bian)等不良布(bu)置，都會産(chǎn)生脈動，流(liú)量計來不(bú)及跟随🥰記(ji)錄脈動擾(rǎo)動，帶來測(cè)量誤差。因(yin)此應考慮(lǜ)在儀表前(qian)❤️後管道安(ān)裝支撐件(jian)。雖然脈動(dòng)緩㊙️沖器可(ke)清除或減(jiǎn)小泵與壓(ya)縮機的影(yǐng)響㊙️，然而流(liu)量計還是(shi)應🐇盡可能(neng)避開振動(dòng)或振動源(yuán)爲好[3]。
　　流量(liàng)計的信号(hào)輸出顯示(shi)有流量(體(tǐ)積流量或(huò)質量流量(liang))、總🈲量、平均(jun1)流速、點流(liu)速幾種，亦(yì)可分爲模(mó)拟量(電流(liu)或電壓)和(he)脈沖量。目(mu)👄前大部分(fen)儀表系統(tǒng)，在儀❤️表上(shang)或其附近(jìn)🤟結合着電(diàn)子設😍備。大(da)功率電源(yuan)不僅會使(shǐ)儀表👨‍❤️‍👨輸出(chū)脈沖波動(dòng)，還會影響(xiǎng)儀表💁工作(zuo)性能，如 電(dian)磁流量計(ji) 的磁場被(bèi)畸變，影響(xiǎng)測量精度(dù)。因此電氣(qì)連接應有(you)抗♍雜散電(diàn)平幹擾的(de)能力，并且(qiě)信号電纜(lan)應盡可能(néng)遠離電力(li)☂️電纜和電(dian)🈚力源，将電(diàn)磁幹擾和(he)射頻幹擾(rao)🔞降至最低(dī)水平🔅。
2.4環境(jing)條件方面(mian)的影響
　　因(yīn)所使用環(huán)境條件不(bú)同于預期(qi)的，使儀表(biao)的一些性(xing)☁️能參數和(he)硬件方面(mian)也随之發(fa)生了改變(biàn)，從而會改(gai)變流量計(ji)測量結果(guǒ)。例如：環境(jing)溫度或介(jiè)質溫度的(de)急劇變化(hua)引起濕度(du)🏃‍♀️的變化，高(gāo)濕度會加(jiā)速大氣腐(fu)蝕和電解(jie)腐蝕并降(jiàng)低電氣絕(jue)緣，低濕度(dù)則容易産(chǎn)生靜電。
　　儀(yi)表的電子(zi)部件和某(mǒu)些儀表流(liú)量檢測部(bu)分易受環(huán)境溫度變(biàn)化影響。例(lì)如，儀表尺(chi)寸變化，通(tong)過儀表殼(ké)體傳熱改(gǎi)變❓流體密(mì)度😍和粘度(dù)等，影響到(dào)顯示儀表(biǎo)電子元件(jiàn)時，将降低(di)測量精度(du)。
　　此外，影響(xiang)孔闆流量(liang)計計量的(de)因素還有(yǒu)氣體流速(su)❓造💘成雷諾(nuo)數範圍不(bu)符合标準(zhǔn)規定、管道(dao)粗糙度影(yǐng)響等👈。
3解決(jue)孔闆流量(liang)計計量問(wen)題的途徑(jing)
3.1加強管理(li)，提高人員(yuan)素質
　　孔闆(pǎn)流量計易(yi)于偏離标(biāo)準的原因(yin)在于儀表(biǎo)本身的工(gōng)作原理💯與(yǔ)結構特點(dian)，儀器自身(shēn)誤差是制(zhì)造時産生(sheng)的，安🌈裝和(hé)使用誤差(cha)則是在安(an)裝時或長(zhǎng)期使用中(zhōng)由于流體(tǐ)介質腐蝕(shí)、磨損、沾污(wū)等造成的(de)。因此，應嚴(yán)格按技術(shù)要求安裝(zhuang)流量計量(liàng)系統，消除(chú)安裝誤差(chà)。在使用🈲過(guò)程中，操作(zuò)人員應做(zuo)好系統的(de)檢修㊙️、維護(hu)、保養工作(zuò)🌐，延長其使(shǐ)用壽📱命，減(jiǎn)小計量誤(wù)⛹🏻‍♀️差。同時，在(zai)實際應用(yòng)中應強化(huà)宣貫《天然(rán)氣流量的(de)标準孔闆(pǎn)計量方法(fǎ)》(SY/6143-1996)的力度。其(qi)中提到了(le)減少誤差(cha)的方法。如(ru)附錄“節流(liú)裝置在使(shi)用中出現(xiàn)部分偏離(li)标準🏒規定(dìng)的處理”中(zhōng)規定在實(shí)♋際應用中(zhōng)采取在流(liu)出系數中(zhōng)增加2個修(xiū)正系數，即(jí)⭐孔闆入口(kǒu)尖銳度修(xiu)正系✊數和(he)管壁粗糙(cāo)修正系數(shu)⛹🏻‍♀️或者采用(yòng)可換孔闆(pan)節流裝置(zhi)。因此在天(tiān)然氣計量(liàng)的實際應(yīng)用中💁應深(shēn)入研究，吃(chī)透《天然氣(qi)流量的标(biao)準孔闆計(jì)量方法》的(de)精髓，嚴格(ge)按标準規(guī)定安裝、使(shi)用、處理數(shu)據，保證天(tiān)然氣計量(liàng)❗的準确🌍性(xing)。
3.2測量儀表(biǎo)的正确選(xuan)用
　　測量儀(yi)表應首選(xuan)标準節流(liu)裝置，當流(liú)量變化範(fan)圍大⭐時要(yao)考慮用寬(kuan)量程智能(néng)差變，其它(tā)類型檢測(ce)儀表在相(xiàng)應的計量(liang)天然氣的(de)标準出台(tái)前，應慎重(zhong)選用，二次(ci)⭐儀表的👄計(ji)量模型應(yīng)符⛹🏻‍♀️合SY/T6143-1996的要(yào)求計算FZ能(neng)輸入組份(fèn)，實時計算(suan)C值。
3.3加強技(ji)術培訓，借(jiè)鑒國外經(jīng)驗
　　引進、消(xiao)化、吸收近(jin)幾年發展(zhǎn)起來的天(tiān)然氣計量(liàng)新技術。從(cong)國外情況(kuang)來看，在天(tiān)然氣國際(jì)貿易中能(neng)量計量💔幾(ji)乎已全面(mian)取代傳🏃🏻統(tǒng)的體積計(ji)量，而我國(guó)的天然氣(qi)計量領域(yù)中體積計(jì)量仍占統(tong)治地位。爲(wèi)了盡快與(yu)國際接軌(gui)，使用單位(wèi)可以與各(ge)科研究院(yuan)所聯合攻(gong)關，開🎯展天(tian)然氣能量(liang)計量的試(shì)驗工作，并(bìng)在此基礎(chu)上完成标(biāo)準化。爲了(le)加🔴快試驗(yan)進度，建議(yì)引進國外(wài)先🌍進的在(zai)線氣相色(sè)譜系統🔞和(hé)流量計算(suàn)機，在消化(huà)引進技術(shu)的❌基礎上(shàng)發展适合(he)我🌐國國情(qing)的天然氣(qì)能量計量(liang)系統🥵。

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