影響孔板流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性因素的研究

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1、影響孔板計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性因素研究采氣管理一區(qū)影響孔板計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性因素研究項(xiàng)目概況1研究?jī)?nèi)容2改進(jìn)措施3效益評(píng)估41.項(xiàng)目概況項(xiàng)目開展原因采氣管理一區(qū)是我廠集輸氣大區(qū)，日集輸氣量百萬以上，共有計(jì)量點(diǎn)30個(gè)，其中標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)用作天然氣計(jì)量的計(jì)量點(diǎn)占全區(qū)計(jì)量點(diǎn)的80%。因此提高孔板計(jì)量的準(zhǔn)確性是我區(qū)計(jì)量工作的重中之重。攻關(guān)內(nèi)容對(duì)影響標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行分析研究，并針如何提高標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性的問題展開攻關(guān)(如圖1-1影響標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性的因素的因果圖)。完成情況通過集體攻關(guān)，分

2、析總結(jié)出影響標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置計(jì)量的各種因素，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況制定相應(yīng)對(duì)策用以提高標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性。1.項(xiàng)目概況影響孔板流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性的因素計(jì)量人員技術(shù)水平人員流動(dòng)大天然氣天然氣組分氣井氣帶液輸氣壓力波動(dòng)渦流氣質(zhì)臟污孔板孔板反裝孔板磨損直徑比β配套管路（信號(hào)引線）漏氣、堵塞或者凍堵責(zé)任不明確，監(jiān)督不到位線路老化監(jiān)護(hù)不到位二次儀表設(shè)備落后零位漂移計(jì)算精度有待提高流量計(jì)算軟件計(jì)量管段內(nèi)徑改變孔板孔徑錄入錯(cuò)誤計(jì)量管段銹蝕或臟污可膨脹系數(shù)ε的影響天然氣密度的影響圖1-1影響標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置計(jì)量準(zhǔn)確性的因素的因

3、果圖2.研究?jī)?nèi)容2.1孔板流量計(jì)的測(cè)量原理標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量裝置由節(jié)流裝置、信號(hào)引線和二次儀表系統(tǒng)所組成。當(dāng)天然氣流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，流束在孔板處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，在孔板前后產(chǎn)生靜壓力差（差壓），氣流的流速越快，孔板前后產(chǎn)生的差壓也就越大，從而可通過測(cè)量差壓來衡量天然氣流過節(jié)流裝置的流量大小（如圖2-1孔板附近的流速和壓力分布圖）這種測(cè)量流量的方法是以能量守恒定律和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的。根據(jù)現(xiàn)行石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》，我們可以參照天然氣標(biāo)準(zhǔn)體積流

4、量計(jì)算公式(公式如下)計(jì)算出天然氣標(biāo)準(zhǔn)流量：2.研究?jī)?nèi)容qvn—天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流量，m3/s；Avn—體積流量計(jì)量系數(shù)，無量綱，秒體積流量m3/s計(jì)量系數(shù)Avns=3.1794×10-6；C—流出系數(shù)，無量綱；E—漸進(jìn)速度系數(shù)，無量綱；d—孔板開孔直徑，mm；FG—相對(duì)密度系數(shù)，無量綱；ε—可膨脹性系數(shù)，無量綱；FZ—超壓縮系數(shù)，無量綱；FT—流動(dòng)溫度系數(shù)，無量綱；P1—孔板上游側(cè)取壓孔氣流絕對(duì)靜壓，MPa；ΔP—?dú)饬髁鹘?jīng)孔板時(shí)產(chǎn)生的差壓，Pa。2.研究?jī)?nèi)容圖2-1孔板附近的流速和壓力分布圖2.研究

5、內(nèi)容2.2.1氣體組分對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響2.2.2孔板對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響2.2.3配套管路和測(cè)量?jī)x表對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響2.2.4流量計(jì)算軟件中各常數(shù)對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響2.2現(xiàn)場(chǎng)因素分析2.研究?jī)?nèi)容2.2.1氣體組分對(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。(一)氣體組分對(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，則用氣體密度計(jì)實(shí)測(cè)在標(biāo)準(zhǔn)條件下的天然氣密度會(huì)減小，根據(jù)現(xiàn)行石油行業(yè)標(biāo)

6、準(zhǔn)GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》中的計(jì)算公式算出真實(shí)相對(duì)密度Gr相應(yīng)減小，相對(duì)密度系數(shù)FG則增大，再帶入天然氣標(biāo)準(zhǔn)體積流量計(jì)算公式得出的結(jié)果與真實(shí)值相比會(huì)增大，即發(fā)生多計(jì)量現(xiàn)象。2.研究?jī)?nèi)容(二)在日常生產(chǎn)中，氣井在產(chǎn)氣的同時(shí)還帶有大量液體，而分離器不能對(duì)天然氣進(jìn)行完全氣液分離，因此會(huì)使天然氣中產(chǎn)生霧流或氣液混輸，這就不可避免影響孔板流量計(jì)的計(jì)量。根據(jù)美國(guó)雪佛龍公司和科羅拉多工程試驗(yàn)站的試驗(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，

7、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，以獲得最佳的計(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%。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.研究?jī)?nèi)容（1）孔板反裝的影響（3）直徑比β的影響（2）孔板磨損的影響2.2.2孔板對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響2.研究?jī)?nèi)容（1）孔板反裝的影響：在孔板夾持器中安裝孔板時(shí)，應(yīng)注意孔板的安裝方向（小

8、進(jìn)大出），使氣體從孔板的上游斷面流向孔板的下游斷面。根據(jù)我廠計(jì)量科與大流量站對(duì)孔板流量計(jì)做的實(shí)流實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果孔板裝反，計(jì)量數(shù)據(jù)將偏小15%~30%。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恢復(fù)，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