孔板流量計(jì)計(jì)量誤差現(xiàn)場(chǎng)因素分析
孔板流量計(jì)計(jì)量誤差現(xiàn)場(chǎng)因素分析
長(zhǎng)距離輸氣管道通常采用差壓式孔板計(jì)量進(jìn)行貿(mào)易計(jì)量交接。由于多種原因，計(jì)量數(shù)據(jù)會(huì)存在偏差。為此，根據(jù)計(jì)量公式，結(jié)合日常運(yùn)行實(shí)際，現(xiàn)對(duì)計(jì)量過(guò)程中的影響因素進(jìn)行分析，確定各種因素對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響方向，為精準(zhǔn)計(jì)量和尋找計(jì)量誤差提供依據(jù)。
1氣體組分和氣體質(zhì)量對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響
氣體組分?jǐn)?shù)據(jù)的得出有兩種情況。一是有氣質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，定時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集到計(jì)量系統(tǒng)中，適時(shí)更新；另一種是由于運(yùn)行成本及其他原因，氣體組分采用異地測(cè)量、人工輸入的方式。組分對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響為：如果輕質(zhì)成分（如甲烷）含量增加，則天然氣密度 ρn會(huì)減小，根據(jù) Gr =ρn/1.204449，真實(shí)相對(duì)密度 Gr相應(yīng)減小，根據(jù)公式 FG =姨1/Gr，相對(duì)密度系數(shù) FG則減小，流量計(jì)得出的結(jié)果與真實(shí)值相比會(huì)減小，即發(fā)生少計(jì)量現(xiàn)象。
試驗(yàn)研究結(jié)果表明：
（1）用孔板流量計(jì)測(cè)量氣體流量，當(dāng)氣體中夾帶少量液體時(shí)，流量測(cè)量不確定度偏高，測(cè)量的濕氣流量隨 β（直徑比）的增加而減少，在 β為 0.7時(shí)，測(cè)得的流量偏差為 -1.7%；
（2）當(dāng)夾帶少量液體時(shí)，在 β為 0.5時(shí)表明孔板性能較好，但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出，以獲得的計(jì)量性能；
（3）用舊的孔板流量計(jì)測(cè)量濕氣，流量計(jì)量值將降低 3%。
如果氣體中含有液體或污物沉積，則會(huì)對(duì)計(jì)量?jī)x表測(cè)得的數(shù)值造成影響，從而影響計(jì)量精度。
2孔板對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響
在孔板夾持器中安裝孔板時(shí)，應(yīng)注意孔板的安裝方向，使氣體從孔板的上游斷面流向孔板的下游斷面。如果裝反，計(jì)量數(shù)據(jù)將偏小。原因是裝設(shè)孔板的目的是讓氣體到孔板處能迅速減壓，提高流速然后再迅速釋放，以增大孔板前后的壓差，然后根據(jù)此壓差用伯努利方程來(lái)計(jì)算流量。如果裝反了就不能達(dá)到迅速減壓的目的，孔板前后壓差會(huì)減小，而流量與前后壓差是成正比的，所以顯示值會(huì)偏小。當(dāng)孔板入口邊緣磨損變鈍不銳或受腐蝕發(fā)生缺口，或孔板前有突入管道內(nèi)部的焊縫、計(jì)量法蘭墊片時(shí)，都將使實(shí)際流量系數(shù)增大或差壓降低，造成計(jì)量氣量偏小 。
實(shí)際孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑引起流量增大。由于半徑減小氣體流過(guò)孔板時(shí)，孔板前后差壓增大。因此，孔徑的輸入要正確，尤其是在更換完孔板后應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)中的孔板直徑按照檢定證書(shū)上的孔徑進(jìn)行更改。實(shí)際孔徑一定，如果輸入值比實(shí)際值大，將造成流量值增大。同樣的道理，如果孔徑不變，差壓變大，則計(jì)量值增加。直徑比 β（孔板開(kāi)孔直徑 /上游測(cè)量管內(nèi)徑）的變化對(duì)測(cè)量不確定度的影響。
3配套管路和測(cè)量?jī)x表對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響
下游導(dǎo)壓管至儀表間的連接件漏氣或堵塞，會(huì)造成計(jì)算的流量偏大。反之，上游導(dǎo)壓管至儀表間的連接件漏氣或堵塞，平衡閥漏氣，有少量的泄漏致使氣體在引壓管中流動(dòng)，減少了進(jìn)變送器的差壓信號(hào)，使儀表輸出偏低，造成計(jì)量流量偏小。如果氣體中含有液體或污物沉積，則會(huì)對(duì)計(jì)量?jī)x表測(cè)得的數(shù)值造成影響，主要是在壓力和差壓變送器的導(dǎo)壓管低處。同時(shí)在低溫條件下，由于降低壓力或者控制流量，易產(chǎn)生水合物，儀表中測(cè)量的結(jié)果不是真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。故應(yīng)安裝加熱器或其他適宜設(shè)備，并定期對(duì)壓力和差壓變送器的導(dǎo)壓管進(jìn)行排污，以保證計(jì)量準(zhǔn)確。天然氣管道輸氣量普遍存在的一個(gè)現(xiàn)象是冬夏季變化較大，故儀表量程應(yīng)適應(yīng)寬范圍變化的需要，確保計(jì)量參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。具體可參見(jiàn) SY/T 6143-2004《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》標(biāo)準(zhǔn)中的附錄。同時(shí)，各組成部分的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)達(dá)到規(guī)定要求，此方面可參考 GB/T 18603-2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。由于差壓變送器在計(jì)量中占有主要作用 ,因此 ,要對(duì)差壓變送器的零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。如果零點(diǎn)不穩(wěn)，有漂移或量程偏大，會(huì)導(dǎo)致孔板流量計(jì)輸出信號(hào)偏低。
由于使用時(shí)間長(zhǎng)線路器件老化、維護(hù)過(guò)程失誤等原因，現(xiàn)場(chǎng)的儀表有可能存在失效的情況，如溫度變送器與其他同管徑支路同型號(hào)儀表相比數(shù)值偏低等；或由于停電原因，采集值會(huì)為系統(tǒng)默認(rèn)的 -50℃等。這樣會(huì)造成計(jì)量結(jié)果偏大。因此要對(duì)有可比性的
參數(shù)進(jìn)行相互間的比較，以確認(rèn)數(shù)據(jù)是否正確。
4流量計(jì)算中各常數(shù)對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響
在流量計(jì)算機(jī)上，可看到的數(shù)據(jù)分自動(dòng)采集和人工輸入兩種。自動(dòng)采集的參數(shù)有溫度、壓力、孔板差壓。需要人工輸入的參數(shù)有孔板孔徑、測(cè)量管內(nèi)徑、當(dāng)?shù)卮髿鈮骸⒖装迮蛎浵禂?shù)、測(cè)量管膨脹系數(shù)、動(dòng)力粘度等。
可膨脹系數(shù) ε對(duì)流量計(jì)量的影響。
ε是氣體流經(jīng)孔板時(shí)密度產(chǎn)生變化而引入的修正系數(shù)，這是流量誤差的一個(gè)重要來(lái)源。當(dāng)天然氣流量低于設(shè)計(jì)流量時(shí)，實(shí)際的 ε低于設(shè)計(jì)的 ε，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小，反之則測(cè)量結(jié)果偏大；當(dāng)實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量一致，而靜壓 P1低于設(shè)計(jì)壓力，實(shí)際的 ε小于設(shè)計(jì)的 ε，使流量測(cè)量偏大，反之偏小 。
為杜絕隨意篡改計(jì)量設(shè)置參數(shù)現(xiàn)象發(fā)生，交接雙方應(yīng)在進(jìn)入計(jì)量數(shù)據(jù)設(shè)置頁(yè)面前輸入密碼環(huán)節(jié)，由雙方共同設(shè)置進(jìn)入密碼。
結(jié)論
天然氣計(jì)量系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜且存在許多不確定因素的系統(tǒng)，造成測(cè)量誤差的原因難以進(jìn)行綜合定量分析，本文只能對(duì)部分現(xiàn)場(chǎng)方面進(jìn)行定性分析。應(yīng)該說(shuō)，在日常工作中，只要加強(qiáng)流量計(jì)各環(huán)節(jié)的管理，對(duì)影響計(jì)量準(zhǔn)確度的因素進(jìn)行詳細(xì)排除，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更正計(jì)量過(guò)程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，就能保證計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
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