目前仍是我國(guó)進(jìn)行天然氣流量計(jì)量的主導(dǎo)流量計(jì), 截至 2004 年 7 月長(zhǎng)慶氣田應(yīng)用該型流量計(jì)總量近 300 套。SY/ T 6143-1996“天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法”標(biāo)準(zhǔn)中認(rèn)為, 天然氣流量測(cè)量不確定度主要由 3 個(gè)方面引起:流量計(jì)算方程描述流動(dòng)狀態(tài)真實(shí)性的不確定因素;被測(cè)介質(zhì)實(shí)際物理性質(zhì)的不確定度因素;測(cè)量中重要設(shè)備的不確定度因素。 為此, 文章從以上 3 個(gè)方面對(duì)差壓式孔板流量計(jì)進(jìn)行了不確定度研究和實(shí)驗(yàn), 包括流出系數(shù)、孔板技術(shù)指標(biāo)的變化對(duì)天然氣流量的影響, 可膨脹系數(shù)、二次儀表的不確定度、天然氣組分變化、天然氣含水對(duì)天然氣流量的影響, 并就這些誤差因素分別從節(jié)流裝置的選擇、脈動(dòng)流的改善、規(guī)范各項(xiàng)規(guī)章制度、建立量值溯源體系等方面提出了建議。

差壓式孔板流量計(jì)誤差控制|孔板流量計(jì)計(jì)算公式安裝要求

  我國(guó)天然氣流量計(jì)量目前仍以差壓式孔板流量計(jì)為主 ,僅長(zhǎng)慶氣田目前就有近 300 套。由于孔板流量計(jì)的誤差影響因素較多, 往往造成計(jì)量不確定度增大。筆者通過(guò)在長(zhǎng)慶氣田近幾年的使用與研究, 在孔板流量計(jì)的誤差研究方面積累了一些使用經(jīng)驗(yàn) ,提出了相應(yīng)的對(duì)策予以改善或消除, 以期對(duì)同行有所裨益。

一 、誤差來(lái)源分析：
  天然氣流量測(cè)量中的不確定度主要來(lái)源于以下3 個(gè)方面 :①流量計(jì)算方程中描述流體流動(dòng)狀態(tài)的真實(shí)性不確定度因素;②被測(cè)介質(zhì)實(shí)際物理性質(zhì)(物性因素)的不確定度因素;③測(cè)量中重要設(shè)備的不確定度因素。
針對(duì)以上 3 方面因素做具體分析如下。
  1 .流量計(jì)算方程中描述流體流動(dòng)狀態(tài)的真實(shí)性的不確定度因素

(2)由上例可以看出 :當(dāng)速度剖面較充分發(fā)展的速度剖面尖時(shí)(雷諾數(shù)小),流出系數(shù)會(huì)變大, 當(dāng)速度剖面較充分發(fā)展的速度剖面平時(shí)(雷諾數(shù)大), 流出系數(shù)會(huì)變小 。流出系數(shù) C 隨著流量的增大而減小,實(shí)際流量越小于刻度流量 ,則流出系數(shù) C 引起的流量誤差會(huì)越大。
(3)孔板流量計(jì)的流出系數(shù) C 不是一個(gè)固定值,它隨雷諾數(shù)的變化而變化 ,但是當(dāng)雷諾數(shù)增大到某一數(shù)值時(shí),變化量減小 。對(duì)于法蘭取壓, 雷諾數(shù)應(yīng)該在106以上,對(duì)于角接取壓,雷諾數(shù)應(yīng)在 2 ×105以上。
  流量測(cè)量不確定度中和流出系數(shù)有關(guān)的相關(guān)項(xiàng)為孔板開(kāi)孔直徑, 大小為δdd=±0 .07 %, 測(cè)量管直徑,大小為δDD=±0 .4 %, β 值允許 0 .75 ≥β ≥0 .2 。據(jù)公式計(jì)算出 C 的變化范圍為 :±0 .0197 %～±0 .1791 %。

2 .孔板粗糙度、銳利度、平整度的影響
  SY/T6143 -1996 對(duì)孔板的直角入口做了嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定 ,即 :無(wú)卷口、無(wú)毛邊、無(wú)目測(cè)可見(jiàn)的異常現(xiàn)象, 并且是尖銳的直角 , 若邊緣形成圓弧, 其圓弧半徑 rk≤0 .0004 d , 孔板開(kāi)孔內(nèi)圓柱面與孔板上游端面垂直 , 誤差小于 ±1°, 粗糙度高度參數(shù) Ra ≤0 .0004 d , 且不影響尖銳度測(cè)試 。
  對(duì)于孔板性能對(duì)流量的影響, 筆者做過(guò)相應(yīng)的對(duì)比試驗(yàn):分別取 DN100 mm 的標(biāo)準(zhǔn)孔板 , 編號(hào)為G K F75761 , 經(jīng)檢測(cè)其 rk為 0 .05 mm(允許值小于等于0 .04 mm),GKF78790 其粗糙度高度參數(shù)為 Ra為 45 μm (允 許值 小 于 等于 40 μm)。 編號(hào) 為G K F75007 的各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求的孔板進(jìn)行一相對(duì)穩(wěn)定的氣流測(cè)量 , 測(cè)試中將不符合規(guī)格孔板放在氣井單量裝置, 標(biāo)準(zhǔn)孔板放入氣井外輸裝置, 忽略裝置之間的差異, 某單井一天天然氣流量測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 2 。實(shí)驗(yàn)表明, 忽略氣流的微小波動(dòng) ,對(duì)于 rk超差的不合 格孔板 其計(jì) 量誤 差范 圍為 -2 .81 % ～3 .14 %, Ra 超差的不合格孔板計(jì)量誤差為 -2 .58 %～ 2 .72 %,若 rk、Ra 超差嚴(yán)重則氣量偏差更大, 甚至可達(dá)到 10 %。

3 .被測(cè)介質(zhì)實(shí)際物理性質(zhì)的不確定度因素
 
(1)標(biāo)準(zhǔn)中要求流經(jīng)天然氣的流體為氣流必須是單相的牛頓流體。若氣體含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò) 2 %的固體或液體微粒 , 且呈均勻分散狀態(tài), 也可被認(rèn)為是單相的牛頓流體。
 
在實(shí)際使用中, 從井口到計(jì)量管線(xiàn)的過(guò)程中 ,天然氣通常攜帶一定量的水、脫水劑和凝結(jié)液。這些液體來(lái)自分離效果差的分離器和負(fù)荷大的脫水單元 ,當(dāng)流動(dòng)溫度和壓力變化時(shí) ,氣體中的重?zé)N組分也會(huì)凝析出來(lái)。
 
美國(guó)雪佛龍公司和科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)站分別對(duì)此進(jìn)行了研究, 實(shí)驗(yàn)為將經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)計(jì)量的天然氣在通過(guò)注水管注水后用孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。其結(jié)論為: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 的增加而減少 ,在 β 比為 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 比為 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***佳的計(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 %。
 
這項(xiàng)研究結(jié)果說(shuō)明 ,天然氣在進(jìn)入計(jì)量裝置以前 ,如果要獲得非常好的計(jì)量性能, 應(yīng)完全脫除天然氣中所含的水分, 對(duì)于日處理氣量近百萬(wàn)立方米的集氣站 ,這一點(diǎn)非常重要。
 
(2)可膨脹系數(shù)(ε)
 

式中:κ表示等熵指數(shù)。
 
可膨脹系數(shù)的百分誤差為 :(±4 p/ p 1)%。由于誤差系數(shù)的影響, 如被測(cè)系統(tǒng)壓力低到 4 p/ p 1 可以和 β 比較, 被測(cè)系統(tǒng)壓力將直接影響到測(cè)試準(zhǔn)確度。當(dāng)被測(cè)系統(tǒng)壓力為高壓系統(tǒng)時(shí), 可以忽略該項(xiàng)誤差。目前在天然氣計(jì)量中差壓一般在 500 ～ 50000 Pa 范圍內(nèi) ,靜壓在 1 ～ 10 M Pa 范圍內(nèi) 。因此ε的誤差***小為 ±0 .0002 %, ***大為 ±0 .2%(甚至?xí)?。
 
(3)天然氣相對(duì)密度的影響密度參數(shù)是天然氣測(cè)量中極為重要的物性參數(shù) , 密度測(cè)量的不確定度對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的不確定度有著很大影響 ,目前國(guó)內(nèi)普遍采用測(cè)量氣流壓力、氣流溫度和定時(shí)取樣得到氣流全組分 , 由于壓力溫度的波動(dòng), 天然氣的相對(duì)密度并不是一個(gè)固定值。密度不確定度估算公式為 :

根據(jù)計(jì)量條件估算密度帶來(lái)的不確定度 :當(dāng)儀表精度較低且運(yùn)行在下限時(shí) , 不確定度為
 
±1 .818 %;反之不確定度則在±0 .793 %, 由此可見(jiàn)密度在流量測(cè)量中至關(guān)重要。所以為了準(zhǔn)確進(jìn)行天然氣計(jì)量, 選用在線(xiàn)氣相色譜儀進(jìn)行組分在線(xiàn)分析是十分必要的。長(zhǎng)慶氣田在向北京、陜西、寧夏以及西氣東輸供氣的外貿(mào)計(jì)量裝置上均采用了在線(xiàn)色譜,平均 5 min 采樣分析一次, 能夠及時(shí)檢測(cè)到組分的變化情況,提高了計(jì)量精度。
 
4 .測(cè)量中重要設(shè)備的不確定度因素
 
該項(xiàng)不確定度因素主要體現(xiàn)在孔板 β 比選擇方面、還包括二次儀表的不確定度:
 
(1)β 比選擇根據(jù) S Y/ T6143 -1996 中的體積流量不確定度

 
據(jù)式(4)可以計(jì)算出直徑比 β 與流量不確定度^δ_Q^Q_nⁿ的關(guān)系如表 3 所示。
 
表 3  直徑比與體積流量不確定度的關(guān)系表 %
 

 
由表 3 可以看出 ,當(dāng)其他參數(shù)不變的情況下 ,直徑比 β 的變化對(duì)測(cè)量不確定度的影響是很大的, 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中, 操作人員常根據(jù)氣量的變化來(lái)更換不同內(nèi)徑的孔板來(lái)滿(mǎn)足使用要求 ,此時(shí), 直徑比成了影響準(zhǔn)確度的主要可變因素。 β 與流量測(cè)量綜合不確定度的關(guān)系如圖 1 所示。結(jié)論為:不確定度基本隨著 β 增減而增減 , 當(dāng) β 小于 0 .6 時(shí), 不確定度的變化很小,基本為一條直線(xiàn);隨著 β 的增大 ,不確定度迅速增大 ,當(dāng) β=0 .75 時(shí) ,不確定度達(dá)到***大。
 
(2)二次儀表的不確定度由于目前天然氣計(jì)量大多采用計(jì)算機(jī)智能化數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理 A/D 轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度高, 量化誤差的影響可以忽略 , 差壓、壓力、溫度的測(cè)量由于大量高精度智能化變送器的應(yīng)用使二次儀表對(duì)整個(gè)流量系
 
圖 1  β 與流量測(cè)量綜合不確定度的關(guān)系圖
統(tǒng)的誤差成為了非主要影響因素。
 
1)壓力儀表測(cè)量誤差 :主要由壓力測(cè)量?jī)x表的度引起(儀表準(zhǔn)確度受溫度變化影響)。采用
 
3051T 型變送器在 5 .0M Pa 工作,溫度變化在 30 ℃
 
左右。
 
溫度影響:±0 .15 %;
 
***終度為:ζ=±0 .225 %(儀表校驗(yàn)誤差為
 
±0 .075 %)。
 
2)差壓儀表測(cè)量誤差 :主要由儀表度 、儀表安裝位置、導(dǎo)壓管引起。采用 3051CD 型變送器在 5 .0 MPa 工作, 溫度變化在 30 ℃左右。
 
溫度影響:±0 .075 %;
 
靜壓力影響 :±0 .15 %; 安裝位置可通過(guò)零點(diǎn)調(diào)整予以消除。
其***終度為:ζ=±0 .30 %(儀表校驗(yàn)誤差
 
為 ±0 .075 %);
 
導(dǎo)壓管引起誤差為:±0 .2%;
 
總體差壓誤差為 :±0 .36 %。3)溫度儀表測(cè)量誤差 :主要由儀表度和安裝位置正確性影響。
 
溫度儀表度為:ζ=±0 .5%。
 
安裝位置的影響在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)忽略不計(jì)。(3)計(jì)量條件下天然氣流量測(cè)量的不確定度假定流量測(cè)量裝置為理想狀態(tài) ,已知條件 :天然氣外輸測(cè)量管 D 20 =205 mm ;d 20 =103 .76 m m ;p =4 .50 M Pa ;Δpmax =54 kPa ;溫度計(jì)上限為 50 ℃,準(zhǔn)確度為 0 .2 級(jí) , 壓力、差壓變送器準(zhǔn)確度為 0 .1
 

二、控制誤差提高計(jì)量準(zhǔn)確度的方法：
  因?yàn)樘烊粴饬髁繙y(cè)量計(jì)算的不確定度是在其他影響因素都不存在附加誤差的情況下計(jì)算得到的 , 但是使用中由于各種原因會(huì)帶來(lái)一定的附加誤差 , 這是需要消除的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況, 提出以下控制方法及建議。
 
1 .孔板節(jié)流裝置必須符合標(biāo)準(zhǔn)
 孔板節(jié)流裝置在使用前的安裝中應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計(jì) ,根據(jù)孔板前阻力件形式配接足夠長(zhǎng)度的直管段, 一般應(yīng)至少前 30 D , 長(zhǎng)慶氣田在開(kāi)發(fā)初期部分集氣站因?yàn)樵O(shè)計(jì)原因流量計(jì)直管段長(zhǎng)度為前 10 D 后 5 D , 造成天然氣計(jì)量輸差達(dá)到 ±5 %～ ±8 %, 分析原因后經(jīng)過(guò)技術(shù)改造 ,計(jì)量管段改為前 30 D 后 10 D ,使計(jì)量輸差降低到 ±1 .5%。
 
2 .氣流中存在脈動(dòng)流的改善措施
 天然氣從地層中采集后經(jīng)節(jié)流、分離、凈化后一般能達(dá)到均勻單相的牛頓流體, 在天然氣計(jì)量中由于各種原因使天然氣脈動(dòng) ,可以采取以下措施減小脈動(dòng)流的影響。
(1)在滿(mǎn)足計(jì)量能力的條件下, 應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的測(cè)量管 ,使 p 、β 在比較高的雷諾數(shù)下運(yùn)行。
 
(2)采用短引壓管線(xiàn) ,盡量減少引壓管線(xiàn)系統(tǒng)中的阻力件 ,并使上下游管線(xiàn)長(zhǎng)度相等 ,以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅的增加。
 
(3)從管線(xiàn)中除去游離液體 ,管線(xiàn)中的積液引起的脈動(dòng)可以采用自動(dòng)清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來(lái)處理。
 
為使天然氣具有***佳的計(jì)量性能 , 應(yīng)將天然氣中的水分徹底脫出。
 
3 .加強(qiáng)計(jì)量管理 、建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度
 嚴(yán)格貫徹執(zhí)行 SY/T6143 -1996 標(biāo)準(zhǔn) , 確保裝置完全符合標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度,如定期維護(hù)制度、周期送檢制度, 加強(qiáng)對(duì)天然氣生產(chǎn)情況的監(jiān)測(cè) ,及時(shí)消除誤差。
 在孔板流量計(jì)日常使用過(guò)程中, 要確保準(zhǔn)確的計(jì)量 ,還應(yīng)至少每月一次清洗檢測(cè)孔板、檢查儀表零點(diǎn)、儀表 D/A 轉(zhuǎn)換通道、核對(duì)流量計(jì)算程序 , 對(duì)有坑蝕及劃痕的孔板應(yīng)及時(shí)更換。長(zhǎng)慶氣田根據(jù)氣質(zhì)的凈化程度 ,規(guī)定集氣站每月清洗檢查一次孔板, 貿(mào)易交接計(jì)量孔板每半月和用戶(hù)一起檢查清洗一次, 同時(shí)還配備孔板綜合測(cè)試儀定期對(duì)孔板進(jìn)行幾何尺寸檢定, 使集氣站單井計(jì)量輸差能有效控制在±1 .5% 以?xún)?nèi), 貿(mào)易計(jì)量輸差在±1 .0%以?xún)?nèi)。
 
4 .量值溯源是確保天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度的有效措施
 
(1)當(dāng)孔板節(jié)流裝置的一次裝置設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)和使用完全符合 SY/T6143 -1996 標(biāo)準(zhǔn)中 1 ～ 7 章的全部技術(shù)要求時(shí),即可達(dá)到幾何和流體力學(xué)相似, 在此基礎(chǔ)上可以執(zhí)行單參數(shù)溯源 ,節(jié)流裝置部分用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行幾何尺寸干檢, 壓力、溫度、時(shí)間或氣樣分析用各自的標(biāo)準(zhǔn)器具或標(biāo)準(zhǔn)樣氣進(jìn)行檢驗(yàn) ,并將標(biāo)準(zhǔn)器與基準(zhǔn)建立溯源鏈。
(2)對(duì)用于貿(mào)易計(jì)量的孔板流量計(jì)量裝置 ,建議流量計(jì)投入使用前或使用一段時(shí)間后 , 進(jìn)行實(shí)流檢定或校準(zhǔn), 以保證一次儀表的準(zhǔn)確度。
(3)天然氣組成分析應(yīng)采用 GB/ T13610 規(guī)定的方法進(jìn)行, 標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)選擇經(jīng)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局考核合格的、有合格證并標(biāo)有不確定度的標(biāo)準(zhǔn)氣體,標(biāo)氣準(zhǔn)確度應(yīng)不低于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣體(2 .0 %)。在條件許可的條件下, 應(yīng)開(kāi)展天然氣在線(xiàn)組成分析和物性參數(shù)的在線(xiàn)測(cè)定。

孔板流量計(jì)安裝基本要求與規(guī)范規(guī)定：
1：對(duì)于新設(shè)管路系統(tǒng)，必須先經(jīng)掃線(xiàn)后再安裝標(biāo)準(zhǔn)孔板，以防管內(nèi)雜物堵塞或損傷標(biāo)準(zhǔn)孔板。
2：安裝前應(yīng)仔細(xì)核對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔板的編號(hào)、位號(hào)、規(guī)格是否與管道情況、流量范圍等參數(shù)相符。在取壓口附近標(biāo)有“+”的一端應(yīng)與流體上游管段聯(lián)接，標(biāo)有“—”的一端應(yīng)與流體下游管段聯(lián)接。
3：標(biāo)準(zhǔn)孔板的中心線(xiàn)應(yīng)當(dāng)與管道中心線(xiàn)同軸。

孔板流量計(jì)對(duì)管道的要求：
1；節(jié)流件（標(biāo)準(zhǔn)孔板）應(yīng)配有一段測(cè)量管,至少保持前10DN、后5DN的等徑直管段，以提高測(cè)量精度。
2；在節(jié)流件前后若需安裝閥門(mén)，***好選閘閥且在運(yùn)行中全開(kāi)；調(diào)節(jié)閥則應(yīng)在下游5DN之后的管路中。

對(duì)差壓引出管路的要求：
1：引壓管路的內(nèi)徑與管路長(zhǎng)度和介質(zhì)臟污程度有關(guān)，通常在45米以?xún)?nèi)用內(nèi)徑為8-12mm的管子。
2：測(cè)量液體流量時(shí)引壓管水平段應(yīng)在同一水平面內(nèi)。若是在垂直管道上安裝節(jié)流件，引壓短管之間相距一定的距離（垂線(xiàn)方向），這對(duì)差壓變送器的零點(diǎn)有影響，應(yīng)通過(guò)“零點(diǎn)遷移”來(lái)校正。
3：引壓管路應(yīng)有牢固的支架托承，兩根取壓管路應(yīng)盡可能互相靠近并遠(yuǎn)離熱源或震動(dòng)源，測(cè)量水蒸汽流量時(shí)，應(yīng)用保溫材料一同包扎，必須時(shí)（如氣溫0℃以下）加伴熱管防止結(jié)冰。在測(cè)量臟污流量時(shí)，應(yīng)附設(shè)隔離器或沉降器。
4：引壓管路內(nèi)必須始終保持單相流體狀態(tài)。被測(cè)流體是氣體時(shí)，引壓管路（包括差壓計(jì)的壓力腔）內(nèi)全部是氣相；被測(cè)流體是液體時(shí)，引壓管路內(nèi)全部是液相，不能有氣泡。為此應(yīng)在引壓管路的較低點(diǎn)裝排水閥或在***高點(diǎn)裝排氣閥，在新裝或檢修差壓儀表時(shí)應(yīng)特別注意。

孔板流量計(jì)是一種應(yīng)用***為廣泛的流量?jī)x表類(lèi)型之一，雖然近年來(lái)隨著不斷有新的技術(shù)應(yīng)用于流量測(cè)量領(lǐng)域，比如電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)，渦輪、渦街等，但是孔板流量計(jì)在使用量仍然很大，因?yàn)槠湟驗(yàn)闃?biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全用的,并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可,無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn),即可投用,在流量傳感器中也是的；結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡(jiǎn)單\牢固\性能穩(wěn)定可靠\價(jià)格低廉；應(yīng)用范圍廣,包括全部單相流體(液\氣\蒸汽)\部分混相流,一般生產(chǎn)過(guò)程的管徑\工作狀態(tài)(溫度\壓力)皆可以測(cè)量；檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開(kāi)不同廠家生產(chǎn),便與專(zhuān)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn).在流量計(jì)的安裝和使用過(guò)程中，沒(méi)有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求和設(shè)計(jì)所提供的數(shù)據(jù)而找成的誤差。所以其優(yōu)勢(shì)還是很明顯的，這也是許多企業(yè)仍然鐘情于孔板流量計(jì)的原因所在。



 



　　

　　由于孔板流量計(jì)本身的結(jié)構(gòu)所限，所以其測(cè)量的精度并不高，有許多因?yàn)榘惭b時(shí)系統(tǒng)原因會(huì)導(dǎo)致誤差，并且這種誤差的大小是無(wú)法估計(jì)的。但是通過(guò)對(duì)造成誤差因素的分析，可以將誤差降低。孔板流量測(cè)量系統(tǒng)安裝使用時(shí)，必須符合下列技術(shù)要求：

　　

　　1）孔板安裝時(shí)，他的開(kāi)孔中心和管道中心軸線(xiàn)同心，而且它的端面與管道軸線(xiàn)垂直；

　　

　　2）孔板上、下游側(cè)取壓孔軸線(xiàn)符合距孔板上、下游端面的距離為25.4±0.8mm的要求；

　　

　　3）取壓孔的軸線(xiàn)應(yīng)與孔板上下游側(cè)2D測(cè)量管長(zhǎng)度的內(nèi)圓柱的軸線(xiàn)垂直，取壓孔的軸線(xiàn)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(zhǎng)度與孔板上游側(cè)局部阻力件的形式和直徑比β有關(guān)，其確定方法如下表：

　　

　　表.孔板與阻流件之間所要求的直管段長(zhǎng)度（無(wú)流動(dòng)調(diào)整器）

　　

　?。〝?shù)值以管徑D倍數(shù)表示）

 

直徑比β 孔 板 上 游 側(cè) （入口）

單個(gè)90o彎頭

兩個(gè)90o彎頭

在任意平面

(S＞30D) 在同一平面上的兩個(gè)90o彎頭，S形狀

(30D≥S＞10D) 在同一平面上的兩個(gè)90o彎頭，S形狀

(10D≥S) 在垂直平面上的兩個(gè)90o彎頭，

(30D≥S≥5D) 在垂直平面上的兩個(gè)90o彎頭，(5D＞S) 單個(gè)90o三通 單個(gè)45o彎頭在同一平面上的兩個(gè)45o彎頭，S形狀(S＞22D)



  A B A B A B A B A B A B A B

0.20 6 3 10 10 10 10 19 18 34 17 9 3 ⑤ ⑤

0.40 16 3 10 10 10 10 44 18 50 25 9 3 30 9

0.50 22 9 18 10 22 10 44 18 75 34 19 9 30 9

0.60 42 13 30 18 42 18 44 18 65 25 29 18 30 18

0.67 44 20 44 18 44 20 44 20 60 10 36 18 44 18

0.75 44 20 44 18 44 22 44 20 75 18 44 18 44 18



 

 

 

直徑比β 孔 板 上 游 側(cè) （入口） 孔板下游側(cè)（出口）

漸縮管在1.5D到3D的長(zhǎng)度內(nèi)由2D變?yōu)镈 漸擴(kuò)管在D到2D的長(zhǎng)度內(nèi)由0.5D變?yōu)镈 全孔球閥或閘閥全開(kāi) 對(duì)稱(chēng)突縮管 溫度計(jì)套管或插口直徑小于0.03D 前面全部阻流件類(lèi)型和密度計(jì)套管



  A B A B A B A B A B A B

0.20 5 5 16 8 12 6 30 15 5 3 4 2

0.40 5 5 16 8 12 6 30 15 5 3 6 3

0.50 6 5 18 9 12 6 30 15 5 3 6 3

0.60 9 5 22 11 14 7 30 15 5 3 7 3.5

0.67 12 6 27 14 18 9 30 15 5 3 7 3.5

0.75 22 11 38 19 24 12 30 15 5 3 8 4

　　孔板流量計(jì)在惡劣的安裝條件下，可能的話(huà)采用流量調(diào)整器。溫度計(jì)套管的安裝不會(huì)變更其上游側(cè)的***小直管段長(zhǎng)度。

　　

　　***小直管段長(zhǎng)度是指孔板的上下游阻流件與孔板之間的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度是從***靠近的彎頭或三通的曲面部分下游末端或漸縮管和漸擴(kuò)管的錐管部分下游末端測(cè)量起。

　　
孔板流量計(jì)可廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣、冶金、電力、制藥等行業(yè)中，各種液體、氣體、天燃?xì)庖约罢羝捏w積流量或質(zhì)量流量的連續(xù)測(cè)量。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)差壓值要開(kāi)方輸出才能對(duì)應(yīng)流量

一、流量補(bǔ)償概述

孔板流量計(jì)的測(cè)量原理是基于流體的機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的原理。在水平管道中流動(dòng)的流體，具有動(dòng)壓能和靜壓能（位能相等），在一定條件下，這兩種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)換，但能量總和不變。以體積流量公式為例：

Q v = CεΑ/sqr（2ΔP/（1-β^4）/ρ1）

其中：C 流出系數(shù)；

ε 可膨脹系數(shù)

Α 節(jié)流件開(kāi)孔截面積，M^2

ΔP 節(jié)流裝置輸出的差壓，Pa;

β 直徑比

ρ1 被測(cè)流體在I-I處的密度，kg/m3;

Qv 體積流量，m3/h

按照補(bǔ)償要求，需要加入溫度和壓力的補(bǔ)償，根據(jù)計(jì)算書(shū)，計(jì)算思路是以50度下的工藝參數(shù)為基準(zhǔn)，計(jì)算出任意溫度任意壓力下的流量。其實(shí)重要是密度的轉(zhuǎn)換。計(jì)算公式如下：

Q = 0.004714187（ΔP/ρ） Nm3/h 0C101.325kPa

也即是畫(huà)面要求顯示的0度標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積流量。

在根據(jù)密度公式：

ρ= P*T50/（P50*T）* ρ50

其中：ρ、P、T表示任意溫度、壓力下的值

ρ50、P50、T50表示50度表壓為0.04MPa下的工藝基準(zhǔn)點(diǎn)

結(jié)合這兩個(gè)公式即可在程序中完成編制。

二、程序分析

1、瞬時(shí)量

溫度量：必須轉(zhuǎn)換成攝氏溫度；即+273.15

壓力量：必須轉(zhuǎn)換成壓力進(jìn)行計(jì)算。即表壓+大氣壓力

補(bǔ)償計(jì)算根據(jù)計(jì)算公式，數(shù)據(jù)保存在PLC的寄存器內(nèi)。

2.、累積量

采用2秒中一個(gè)掃描上升沿觸發(fā)進(jìn)行累積，即將補(bǔ)償流量值（Nm3/h）比上1800單位轉(zhuǎn)換成每2S的流量值，進(jìn)行累積求和，畫(huà)面帶復(fù)位清零功能。
 
三、結(jié)束語(yǔ)：
 客觀地講, 在采用孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量時(shí) ,如果對(duì)孔板流量計(jì)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(jì)量器具等)配套儀表的選擇、設(shè)計(jì)、安裝、使用都嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 ,并在受控狀態(tài)下使用時(shí), 其流量測(cè)量準(zhǔn)確度是可以控制在±1 %～ ±1 .5%范圍內(nèi)的。