環(huán)室孔板流量計維護與保養(yǎng)工作如何執(zhí)行
工業(yè)上，環(huán)形腔孔板流量計可廣泛用于化學(xué)，冶煉，電力和食品工業(yè)。它在工作過程中不受液體或環(huán)境影響，其測量仍然很高。因此，當(dāng)您使用它時，只要設(shè)備沒有損壞，就不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確的情況。使用一段時間后，您需要執(zhí)行環(huán)室流量計。維護和保養(yǎng)，主要的維護方法是使用其自檢和自診斷功能來檢查工作期間是否有設(shè)備損壞。如果沒有發(fā)生損壞，那么沉陽搬家公司的負(fù)責(zé)人認(rèn)為只需要清理。清潔后，可以保證下次再次測量時，不會因其他介質(zhì)的污染而導(dǎo)致任何測量不準(zhǔn)確。這是需要注意的一點。 ！
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工藝成熟，廣泛應(yīng)用于管道計量。據(jù)統(tǒng)計，孔板流量計是我國天然氣管道測量中使用***多的測量儀器，占整個行業(yè)的測量指標(biāo)。約50％。為了規(guī)范孔板的流量，特別制定了GB2628和SY / T 6143測量標(biāo)準(zhǔn)，并對測量系統(tǒng)進行了說明和要求。同時，還發(fā)布了天然氣田站儀表的指導(dǎo)，要求測量系統(tǒng)儀器的精度等級。 。但是，由于孔板流量計計量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，確定會出現(xiàn)兩種錯誤，一種是基本錯誤，即流量計本身的錯誤，第二種是附加錯誤，因為流量計正在使用中。偏離標(biāo)準(zhǔn)條件。由于人工操作中存在許多環(huán)節(jié)，天然氣的測量是連續(xù)的非重復(fù)測量、，如果沒有及時監(jiān)測，測量引起的額外誤差非常大，特別是當(dāng)天然氣交易為一種商品。為了對供需產(chǎn)生不利影響，本文分析了誤差的主要原因，并提出了相應(yīng)的糾正措施。
1、每月對孔板閥檢查排污一次，清除孔板表面污物，目測孔板重要部位，如有劃傷、蝕坑、磨損等缺陷，應(yīng)予以更換，密封件如有損傷變形必須更換,孔板的排污清洗要做好記錄。
2、差壓值嚴(yán)格控制在差壓變送器量程的 10%-90%之間***好在 30%-70%），超出范圍需及時更換孔板。
3、嚴(yán)格執(zhí)行公司巡檢制度。差壓變送器五閥組檢查：檢查五閥組高低壓閥腔有無漏氣，關(guān)閉根部閥打開平衡閥后檢查零點有無漂移。冬季氣溫低每月對引壓管進行放空、吹掃，防止引壓管內(nèi)積聚污物。
4、根據(jù)生產(chǎn)科的要求及時對氣質(zhì)組分進行更改，流量計算機的操作嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書操作。
5、定期校驗溫度變送器、差壓變送器、壓力變送器等相關(guān)計量儀表。
1 孔板流量計的結(jié)構(gòu)組成及其測量原理
1.1 結(jié)構(gòu)組成
孔板流量測量系統(tǒng)一般由節(jié)流裝置(標(biāo)準(zhǔn)孔板)、壓力變送器、差壓變送器、鉑熱電阻及其流量積算儀組成。其中孔板節(jié)流裝置包括孔板、孔板夾持器和上下游直管段。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 孔板節(jié)流裝置的組成
1為上游側(cè)第二阻流件;2為上游側(cè)阻流件;3為孔板和孔板夾持器;4為差壓訊號管路;5為下游側(cè)阻流件
1.2 測量原理
天然氣經(jīng)過孔板后，在孔板前后產(chǎn)生差壓，實驗結(jié)果證明，天然氣的流量和差壓的平方根成正比，算出比例系數(shù)也就測出了流量。
(1)差壓式孔板流量計包括三部分:①現(xiàn)場取壓部分，包括孔板閥、前后直管段、導(dǎo)壓管;②溫度、壓力、組分補償部分，包括現(xiàn)場用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析儀計量的實時數(shù)據(jù);③流量計算部分，指專用流量計算機(或計算儀)所安裝的計量標(biāo)準(zhǔn)程序。(2)在實際應(yīng)用過程中，當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，如圖2所示。圖2 孔板附近的流速和壓力分布
流線將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種計量方法是以流動連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和 伯努利方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān)，例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。以伯努利方程式和流體流動的連續(xù)性方程式為依據(jù)，天然氣流量計算公式為：
根據(jù)氣體易壓縮、密度差異大、受溫度影響特點，得出天然氣流量計量的實用公式是:
其中:Q n為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量;A h為常數(shù),標(biāo)況下為0.008686;α 為特定流量系數(shù); γre為計量管內(nèi)壁流量修正系數(shù);b k為孔板(0) 入口邊緣銳利度修正系數(shù);F r為雷諾數(shù)修正系數(shù);ε為氣體膨脹系數(shù);d為孔板在20℃下實測的開孔口徑;F a為孔板熱膨脹修正系數(shù);F 為天然氣相對密度修正系數(shù);F z為超壓縮系數(shù);F t為流體流(g) 動溫度修正系數(shù); P1為孔板上游側(cè)壓力;h w為氣體流過孔板時的差壓。
2 誤差因素分析及技術(shù)要求
2.1 基本誤差
(1)由計量裝置本身度所決定的誤差。由于孔板流量計測得的流量是根據(jù)差壓信號間接求得的。從公式可以看出，影響計量度的主要因素是α、F、ε等值。必須保持α、F、ε均為恒定值,才能達到差壓和流量之間有恒定的對應(yīng)關(guān)系。但在實際生產(chǎn)中，α、F、ε都與某些因素有關(guān)，特別是流量系數(shù)α，它是一個影響因素復(fù)雜，變化范圍大的重要系數(shù)，如果在計量過程中不能保證α為恒定值，則計量誤差將會較大。
從資料和實驗證明，流量系數(shù)α值與取壓點位置、孔板的開孔截面積和管道截面積比(m=d2/D2)、雷諾數(shù)、管壁粗糙度、孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。所以，標(biāo)準(zhǔn)孔板的選用應(yīng)符合下列技術(shù)要求:
孔板相對于開孔直徑d的軸線中心對稱;
孔板上游端面A應(yīng)于下游端面B平行，并且與開孔直徑d的軸線垂直;
孔板A面、B面應(yīng)無可見的損傷;
孔板開孔直徑d的上游測直角入口邊緣G應(yīng)銳利,無毛刺和劃痕。
孔板開孔直徑d的內(nèi)圓柱表面長度e應(yīng)符合:0.005D≤ e≤0.02D;
孔板的厚度應(yīng)符合:e≤F≤0.005D;
孔板下游側(cè)出口邊緣H和孔板開孔圓柱形下游側(cè)出口邊緣I應(yīng)無毛刺、劃痕和可見損傷;
標(biāo)準(zhǔn)孔板在使用過程中,會由于天然氣的侵蝕而產(chǎn)生變形,從而引起流量系數(shù)增大而產(chǎn)生計量誤差。因此孔板的材質(zhì)也是保證孔板工作可靠和計量準(zhǔn)確的一個因素。用于天然氣計量的孔板采制一般為:Cr17、Cr18Ni9TiC以及其他耐酸鋼。
(2)變送器和流量顯示儀表的度對整套流量計系統(tǒng)的度也很重要。目前，變送器大多數(shù)采用的都是 4～20mA信號，顯示儀表采用數(shù)字信號，只要變送器現(xiàn)場安裝和系統(tǒng)接地沒有問題，整個系統(tǒng)誤差不會受到影響。
(3)流量積算部分之間的誤差，當(dāng)溫度、壓力、差壓、組分等數(shù)據(jù)傳到流量積算器后，積算器結(jié)合已經(jīng)輸入的節(jié)流裝置基本信息計算流量，積算器所安裝的計量標(biāo)準(zhǔn)程序主要有SY/T 6143標(biāo)準(zhǔn)、AGA3標(biāo)準(zhǔn)、ISO 5167標(biāo)準(zhǔn)，在計量參數(shù)一致的情況下，通過幾個標(biāo)準(zhǔn)換算出的中間參數(shù)和***終的計量結(jié)果不超過萬分之一。
2.2 附加誤差
如果儀表的制造、選型都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，而在安裝和使用過程中，沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求執(zhí)行，就會造成誤差，這種誤差的大小是無法估計的。但是通過對造成誤差因素的分析，可以將誤差降低。
孔板計量系統(tǒng)安裝使用時，必須符合下列技術(shù)要求:
(1)孔板安裝時，他的開孔中心和管道中心軸線同心，而且它的端面與管道軸線垂直。
(2)孔板上下游側(cè)取壓孔軸線符合距孔板上下游端面的距離為25.4±0.8mm的要求(目前國內(nèi)絕大部分取壓方式采用法蘭取壓)。
(3)取壓孔的軸線應(yīng)與孔板上下游側(cè)2D計量管長度的內(nèi)圓柱的軸線垂直，取壓孔的軸線與孔板兩端面向外傾斜角的夾角不大于3度。取壓孔直徑不應(yīng)大于0.08D。
(4)孔板安裝需要前后直管段，直管段的長度必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，必要時安裝整流器。
(5)導(dǎo)壓管應(yīng)采用耐腐蝕材料，其內(nèi)徑不小于6mm，長度***好在16mm以內(nèi)，導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，起傾斜度不小于1:12。
(6)計量氣體溫度的溫度計***好安裝在孔板下游側(cè)直管段以外的地方，計算氣量時應(yīng)將此時所測的氣流溫度換算成孔板上游側(cè)的氣流溫度，如果溫度計安裝在孔板上游側(cè)，則溫度計套管與孔板之間的直管段長度L應(yīng)滿足下列規(guī)定:當(dāng)溫度計套管直徑不大于0.03D時(D為計量管內(nèi)徑)，L≥5D;當(dāng)溫度計套管直徑在0.03D至0.13D范圍內(nèi)時(D為計量管內(nèi)徑)，L≥20D。
2.3 其他方面的差
?。?）儀器本身產(chǎn)生的誤差
孔板入口直角銳利度超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；管徑尺寸與計算不符；孔板厚度誤差；節(jié)流件附件產(chǎn)生臺階、偏心；孔板上游端面不平整度；環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺階、偏心；取壓位置不符合標(biāo)準(zhǔn)；焊接、焊縫突出；取壓孔加工不規(guī)范或堵塞；節(jié)流件不同軸度。
?。?）安裝誤差
管線布置的偏離及取壓管產(chǎn)生積液，溫度傳感器測溫元件距離裝置較遠，其主要原因是裝置前后直管段長度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
?。?）使用誤差孔板彎曲、變形及上游端面沉積臟物；上游取壓管沉積臟物；孔板入口直角邊緣變鈍、破損。
3 解決天然氣孔板計量問題的途徑
3.1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),加強儀表的安裝、使用、維護等管理,消除人為誤差孔板流量計易于偏離標(biāo)準(zhǔn)的原因，在于儀表本身的工作原理與結(jié)構(gòu)特點，儀器自身誤差是制造時產(chǎn)生的，安裝和使用誤差則是在安裝時或長期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕和磨損等：天然氣計量中的存在問題及解決方法腐蝕、磨損、沾污等造成的。因此，應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)要求安
裝流量計量系統(tǒng)，消除安裝誤差。在使用過程中，操作人員應(yīng)做好系統(tǒng)的檢修、維護、保養(yǎng)工作，延長其使用壽命，減小計量誤差。同時，在實際應(yīng)用中應(yīng)強化宣貫徹SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)力度，標(biāo)準(zhǔn)在附錄《節(jié)流裝置在使用中出現(xiàn)部分偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的處理》中規(guī)定，在實際應(yīng)用中采
取在流出系數(shù)C中增加二個修正系數(shù)，即孔板入口尖銳度修正系數(shù)和管壁粗糙修正系數(shù)，或者采用可換孔板節(jié)流裝置。因此在天然氣計量的實際應(yīng)用中應(yīng)深入研究，正確掌握標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安裝、使用、處理數(shù)據(jù)，確保天然氣流量計量的準(zhǔn)確度滿足生產(chǎn)經(jīng)營要求。
3.2 正確選用配套的儀表
(1)測量天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的制作應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，配套的壓力、差壓及Pt100鉑熱電阻的型號、準(zhǔn)確度和量程應(yīng)與現(xiàn)場工況條件相匹配，尤其是流量積算儀或計算機系統(tǒng)配套軟件及計量模型，應(yīng)等同采用SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)的計算公式，或近AGA ReportNo.3***新版本。
(2)孔板流量計測量范圍(量程比)較窄，一般為3∶1或4∶1，但可以在孔徑比0:1≤β≤0:75范圍內(nèi)通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)孔板的內(nèi)徑來擴大量程。但要選擇較寬量程比的壓力和差壓變送器，智能積算系統(tǒng)能輸入組份實時計算C值。
(3)現(xiàn)場安裝條件要求高，往往無法滿足天然氣管網(wǎng)輸配氣計量寬量程的需要?？装邃J角邊的磨損、結(jié)垢等因素均會影響計量精度。需要經(jīng)常檢查、清洗孔板。用于貿(mào)易交接計量的測量天然氣流量和標(biāo)準(zhǔn)孔板、壓力和差壓變送器、溫度變送器和氣相色譜儀等配套器具,需按期檢定。
3.3 引用國外先進技術(shù)，加快新型流量計的開發(fā)天然氣是21世紀(jì)日益重要的一次性能源，在天然氣國際貿(mào)易中，能量計量幾乎已全面取代傳統(tǒng)的體積計量，而我國目前仍采用天然氣體積計量方式。為了盡快與國際接軌，引進、消化、吸收近幾年發(fā)展起來的天然氣計量新技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急，使用單位可以與各科研究院所聯(lián)合攻關(guān)，開展天然氣能量計量的試驗工作，并在此基礎(chǔ)上加快技術(shù)裝備、計量儀表和計算方法的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)步伐。為了加快試驗開發(fā)的進度，建議引進國外先進的在線氣相色譜系統(tǒng)和流量計算機，在消化引進技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展適合我國國情的天然氣能量計量系統(tǒng)。
孔板流量計做保養(yǎng)維護時，還需要注意兩個重要的事項。
1、日常維護工作主要是清除沉降器或隔離器內(nèi)的積垢，定期從排污口處放掉，在被測介質(zhì)是高溫高壓腐蝕或有毒流體時，清除時要注意安全。
2、差壓變送器的零點有時發(fā)生漂移，影響測量精度（特別是流量小、差壓接近下限值時），要經(jīng)常校對零點。質(zhì)量好的差壓變送器可根據(jù)經(jīng)驗延長校零周期至1年，而質(zhì)量差的則可能數(shù)天校一次零點，所以我們建議配用質(zhì)量好的差壓變送器，減輕日常維護工作量。
4 結(jié)論
影響流量計的計量誤差因素很多，如天然氣的組分影響、管道粗糙的影響、上下游用戶計量方式不同等等。因此，不僅要解決上述的幾個問題，而且還要改進工藝流程，加強計量監(jiān)督檢查，提升計量人員的業(yè)務(wù)水平，熟悉計量法律法規(guī)及計量交接協(xié)議的規(guī)定。只有這樣，才能消除流量計的計量附加誤差，提高標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計的計量準(zhǔn)確性。