摘要：簡析了天然氣流量孔板計量所存在的誤差及主要影響因素,并提出了改進和預防的措施。
天然氣流量的誤差分為基本誤差和附加誤差。基本誤差是由測量裝置本身的精度所決定的，是不可避免的，一般在±1%~2%范圍內。這里重點討論和分析附加誤差。附加誤差是指節流裝置和儀表在安裝和使用過程中造成的流量誤差。
1.誤差分析
孔板所產生的差壓隨取壓位置的不同而不同。取壓方法有很多種，這里所采用的取壓方法為法蘭取壓。即上流取壓孔設置在離孔板上流端面25士1mm地方，下流取壓孔設置在離孔板下流端面25±lmm的地方。根據柏努力方程推導出質量流量公式為:
式中:Qn一標準狀態下天然氣流量體積;
As一秒計量系數;
C一流出系數;
E一漸進速度系數;
d一孔板開孔直徑;
FG一相對密度系數;
ε一可膨脹性系數;
Fz一超壓縮因子;
FT一流動溫度系數;
P1一孔板上游側取壓孔氣流絕對靜壓;
△P一氣流流經孔板時產生的差壓。
其中:C=0.5959+0.0312β2.1-0.1840β8+0.0029β2.5(106/Red)0.75
β=d/D
Red=管徑雷諾數.
α=CE=C/√1-β4
根據上式對天然氣流量測量誤差進行分析如下:(1)置入參數誤差分析:①當孔板孔徑出現誤差時,如果d值偏大,則得出β值偏大,所以E值偏大。因而所得氣量偏大,反之所得氣量偏小;②當計量管內徑出現誤差,如果D值偏大.則得出β值偏小,所以E值偏小。因而所得氣量偏小,反之所得氣量偏大;③當天然氣的真實相對密度有誤,如果Gr值偏大,因為FG=√1/Gr所以得出FG偏小,因而所得氣量偏小，反之所得氣量偏大。
(2)測量參數誤差分析:①當溫度測量出現誤差,如果T偏大，因為Fr=√293.15/T所以得出FT偏小,因而所得氣量偏小,反之所得氣量偏大;②當差壓測量出現誤差，如果△P偏大,所得氣量偏大,反之所得氣量偏小;③當壓力測量出現誤差,如果P1偏大,所得氣量偏大,反之所得氣量偏小。
置入參數中的Gr每年需要做兩次氣樣分析(冬、夏季取樣),相比D、d而言起著極為重要的做用,而測量參數△P在現場測量中由于積液問題變化較大。Gr、△P發生很小的變化時,對體積流量產生很大的計算誤差,一-年下來將.因測量誤差而造成經濟損失。
2.工藝、安裝誤差分析
(1)導壓管至儀表間的接頭、儀表閥漏氣或堵塞,使儀.表記錄的差壓△P大于實際值,造成計算的流量偏大。反之，上流導壓管至儀表間的接頭、儀表閥漏氣或堵塞,平衡閥漏氣,造成計算的流量偏小。
(2)導壓管.上隔離器的兩個容器中的液面不在同一高度上，上流導壓管液面比下流導壓管的高,使儀表記錄的差壓△P值比實際的大,造成計算流量偏大,反之,造成計算流量偏小。
(3)孔板太厚，使流體流過時阻力增大,因而使差壓增大，使實際流量系數減小,計算流量值偏大。
(4)孔板入口邊緣磨損、變鈍或腐蝕出缺口，使實際流量系數大于計算流量系數,同時記錄壓差偏低,將造成計算氣量偏小。
(5)測量管道內部粗糙、生銹、臟污及各種污物在孔板前下角沉積下來，也將造成計算氣量減小。
(6)孔板前有凸入管道內部的焊縫或墊片,如墊片內徑為管子內徑的95%時,流量偏小約2%,墊片內徑為管子內徑的90%時,流量則偏小約4%。
(7)下流導壓管漏氣或堵塞，使儀表記錄的差壓比實際大,甚至達滿量程造成計算流量偏大。
綜上所述,孔板計量方法產生的誤差原因較多,對天然氣計量的正確率有很大的影響。
3.改進和預防措施
(1)安裝一個盡可能大的沉淀容器并定期放空,這樣在一定程度上可減少管徑的臟污程度,從而減少誤差。
(2)必須有排除管內積水和氣體的管路,正負導壓管應避免水平安裝,要有一定傾斜(大約1/10以上),并平行并列敷設。必須注意在導壓管周圍不產生溫度差,當兩導管產生溫度差時,中間的流體密度變化,差壓計的零點飄移。遠離熱源,但在寒冷地區要采取防凍措施。
(3)安裝工藝頂部應設置放氣閥,凹部應設置放水閥。當導管內的氣體存在氣泡時就不能傳遞差壓。同時導壓管上正負壓隔離罐安裝標高應一致,隔離罐液面必須-一樣高。
(4)從公式中還可看出,溫度、流體密度、壓縮系數等都影響流量測量的精度,所以必須加強現場計量管理,消除人為誤差的影響,從而達到正確測量的目的。
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