孔板流量計計量天然氣的應用
一、孔板流量計自動計量方案選擇的原則，由于天然氣流量計量是一種間接的、多參數(shù)的、動態(tài)的、不可再現(xiàn)的測量，天然氣的流量計量是流量測量中的難點之一。因此，在選擇具體方案時，應著重考慮系統(tǒng)的可靠性、準確性和先進性。一般主要遵從以下原則
1.計量回路的獨立性原則 主要是為了保證在計量系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，盡量減少故障的影響面，降低故障的影響程度，從而維護企業(yè)的安全平穩(wěn)運行和經(jīng)濟效益。
2.數(shù)據(jù)的安全性原則 指在非儀表故障的情況下，計量系統(tǒng)能夠提供準確的計量數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)對天然氣管網(wǎng)的有效監(jiān)控，并保證數(shù)據(jù)的可靠性，為企業(yè)信息系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)管理、經(jīng)營、指揮、協(xié)調(diào)提供重要依據(jù)。計量是信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源，一旦出現(xiàn)問題，將給企業(yè)帶來不可估量的損失。因此，數(shù)據(jù)源要求準確、齊全、完整、可靠。為此在選擇方案時，首要問題就是考慮計量數(shù)據(jù)的安全性。由于針對天然氣集輸企業(yè)分散、環(huán)境因素惡劣，要充分考慮計算機故障、電力供應等實際情況，做好預案，避免由此而引起的數(shù)據(jù)丟失。
3.兼顧發(fā)展的原則 伴隨天然氣貿(mào)易的發(fā)展對天然氣計量的精度和計量方式的要求也越來越高。在選擇時要考慮天然氣計量交接方式的可能改變和實時計量補償?shù)目赡?，如在線色譜分析、實時補償、能量計量等。如果要在企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建立以企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶的站控系統(tǒng)，則應考慮實現(xiàn)計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠程組態(tài)。
4.使用操作的簡單、可靠原則 由于天然氣集輸企業(yè)的站、場一般都比較分散，專業(yè)人員相對較少。因此，在選擇、設(shè)計方案時要充分考慮操作、維護的簡要性，做到簡單易用、高可靠、低維護，從而確保計量系統(tǒng)的長期、穩(wěn)定運行。
5.技術(shù)先進、成熟的原則 現(xiàn)代計量逐步發(fā)展成為一門綜合性的專業(yè)技術(shù)，它是集成計算機技術(shù)、通訊技術(shù)結(jié)晶。由于各儀表廠家技術(shù)水平的不平衡，在選擇方案時一定要有預見性。
6.計算方法和計算軟件的合法性原則 在天然氣貿(mào)易計量中要充分考慮到計算方法和計算軟件的合法性問題，避免由此而引起不必要的計量糾紛。由于天然氣計量方法的多樣性，應考慮計算軟件的獨立化，這樣才便于流量計算軟件的升級。在具體的計量系統(tǒng)中應采用用戶認可的特定計算方法或是以合同、協(xié)議的方式規(guī)定計算方法。
二、存在的問題 盡管孔板流量計自動計量系統(tǒng)的發(fā)展越來越完善，但由于設(shè)備、測量儀表本身的原因和自動計量技術(shù)上的局限性，在提高計量的準確性和數(shù)據(jù)處理上，仍存在一些問題?！ ?br />
1.異常數(shù)據(jù)的處理問題 任何系統(tǒng)都有可能出現(xiàn)故障，可能出現(xiàn)一些異常的無理數(shù)據(jù)。因此為了維護貿(mào)易雙方的利益，對可能出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)問題在設(shè)計時要充分考慮數(shù)據(jù)的審慎可修改性，從而避免異常數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)并參與累積計算，造成計量數(shù)據(jù)的混亂?！ ?br />
2.節(jié)流裝置帶來的誤差 首先，孔板流量計在流體較為干凈、流經(jīng)節(jié)流裝置前直管段比較理想(遠大于10倍圓管直徑)、流體處于紊流狀態(tài)(雷諾數(shù)大于4000)時，其準確度可達0.75級。但由于氣質(zhì)、計量直管段沒有達到要求，孔板產(chǎn)生誤差的因素有:孔板人口銳角損傷;液體及固體污物堆積在孔板表面，使孔板表面粗糙度改變，大大增加測量誤差。根據(jù)對現(xiàn)場使用過的孔板所作測量統(tǒng)計，孔板在剛開始投用時，準確度可達1%，連續(xù)運行3月后，其測量準確度僅達到3%甚至更低。其次，量程比的問題。量程比(3:1)是孔板流量計最大的缺憾。盡管現(xiàn)在已有寬量程比的變送器，但在對于瞬間流量變化范圍很大，流量低于最大流量的30%時，由于節(jié)流式測量方法原因，計量的精度將大幅度降低。因此，為了提高量程比，可以考慮利用變送器寬量程的特點，運用軟件的方式實現(xiàn)量程的自動調(diào)整(軟維護)，從而擴大量程比，提高測量的有效范圍，保證計量的準確性?！ ?br />
3.操作界面和過程數(shù)據(jù)的利用問題 由于天然氣輸送的連續(xù)性、動態(tài)性、瞬間的不確定性以及不可再現(xiàn)等特點，實時地進行數(shù)據(jù)分析，對數(shù)據(jù)形成的全過程進行有效的監(jiān)控和保存，有利于數(shù)據(jù)異常的分析和控制，是數(shù)據(jù)管理中重要的一環(huán)。目前的自動計量系統(tǒng)在此方面有所考慮，但過程數(shù)據(jù)的應用、分析、界面功能尚不完全，還有待于完善?！ ?br />
4.現(xiàn)場變送器的誤差 現(xiàn)場壓力、并壓變送器本身能達到的準確度是實現(xiàn)整個計量系統(tǒng)準確度的基礎(chǔ)。因此，要保證差壓變送器、溫度傳感器、壓力傳感器的本身準確度為A級，即時進行檢定，保證其準確度。
三、結(jié)論 在采用孔板流量計測量天然氣流量時，如對孔板流量計的一次裝置(孔板節(jié)流裝置)和二次儀表(差壓、靜壓、溫度、天然氣物性參數(shù)計量器具等)配套儀表的選擇、設(shè)計、安裝、使用都嚴格按照有關(guān)標準進行，并在受控狀態(tài)下使用時，其流量測量準確度是可以控制在±1%～±1.5%范圍內(nèi)的?！ 「鶕?jù)實際應用情況，就提高計量準確度提出以下控制方法及建議。
1.氣流中存在脈動流的改善措施 在天然氣計量中由于各種原因使天然氣脈動，可以采取以下措施減小脈動流的影響?！ ?1)在滿足計量能力的條件下，應選擇內(nèi)徑較小的測量管，使Δp、β在比較高的雷諾數(shù)下運行。 (2)采用短引壓管線，盡量減少引壓管線系統(tǒng)中的阻力件，并使上下游管段相等，以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動振幅的增加?！ ?3)采用自動清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來降低管線中積液引起的脈動。為使天然氣流量計量達到具有最佳的計量性能，應將天然氣中的水分徹底脫出。
2.孔板節(jié)流裝里必須符合標準 孔板節(jié)流裝置應按照標準安裝設(shè)計，根據(jù)孔板前阻力件形式配接足夠長度的直管段，一般應至少前30D。長慶氣田在開發(fā)初期部分集氣站因設(shè)計原因流量計直管段長度為前10D后5D，造成天然氣計量輸差達到±5%～±8%。分析原因后經(jīng)技術(shù)改造，計量管段改為前30D后10D,使計量輸差降低到±1.5%?！?br />
3.加強計量管理、建立健全各項規(guī)章制度 嚴格貫徹執(zhí)行SY/T6143-1996標準，確保裝置完全符合標準的技術(shù)要求。建立健全各項規(guī)章制度，如定期維護制度、周期送檢制度，加強對天然氣生產(chǎn)情況的監(jiān)測，及時消除誤差。長慶氣田根據(jù)氣質(zhì)的凈化程度，規(guī)定集氣站、貿(mào)易交接計量孔板定期清洗檢查，同時還配備孔板綜合測試儀定期對孔板進行幾何尺寸檢定，孔板流量計使集氣站單井計量輸差能有效控制在±1.0%以內(nèi)。
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