摘 要: 天然氣集輸過(guò)程中，差壓孔板式流量計(jì)使用較為廣泛，差壓孔板式流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)孔板材質(zhì)選擇、人工安裝、日常維護(hù)管理往往影響計(jì)量的準(zhǔn)確性。本文主要介紹差壓孔板式流量計(jì)工作原理、計(jì)量誤差分析及提出針對(duì)性計(jì)量誤差消除措施，來(lái)提高差壓孔板式流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度，降低計(jì)量誤差。
  天然氣流量計(jì)量是天然氣工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的環(huán)節(jié)，計(jì)量準(zhǔn)確與否不但影響天然氣供需雙方的經(jīng)濟(jì)利益，而且影響計(jì)量交接、氣量結(jié)算和企業(yè)信譽(yù)，因此，天然氣計(jì)量在生產(chǎn)、生活中尤為重要。本文針對(duì)普光、西氣東輸天然氣氣站計(jì)量情況，主要闡述差壓孔板式流量計(jì)在材質(zhì)選擇、安裝、維修過(guò)程中，易產(chǎn)生計(jì)量誤差環(huán)節(jié)原因分析及相應(yīng)措施防范。

1、差壓孔板式流量計(jì)工作原理：
  差壓孔板式流量計(jì)管道內(nèi)的連續(xù)流動(dòng)流體在經(jīng)過(guò)孔板時(shí)，流體截面急劇收縮，在管壁處產(chǎn)生阻力***大，流速降低***大，流速較低，壓力***高，而管道中心處流速***大，壓力較低，其結(jié)果使流體在徑向由孔板中心至邊緣形成加速度。在這一徑向加速度的影響下，靠近管壁的流體質(zhì)點(diǎn)流向發(fā)生偏轉(zhuǎn)向孔板口處流動(dòng)，形成流束的局部收縮( 見(jiàn)圖 1) 。在孔板開(kāi)孔中心處流速***快，靜壓力較低，使流體在經(jīng)過(guò)孔板節(jié)流前與在孔板節(jié)流時(shí)，出現(xiàn)壓力差，此壓力差與流體的流量平方成正比例關(guān)系，流體的流量依靠這種正比例平方關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。

圖 1 流體在節(jié)流后流束收縮圖
  差壓孔板式流量計(jì)使用優(yōu)點(diǎn): ①孔板按標(biāo)準(zhǔn)制造無(wú)須標(biāo)定。結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，維修方便、適應(yīng)性強(qiáng)和價(jià)格較低; ②應(yīng)用范圍廣泛; ③檢測(cè)件與變送器、顯示儀表可以由不同廠家生產(chǎn)提供，便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
  缺點(diǎn): ①測(cè)量精度普遍偏低; ②范圍度窄，一般僅 3: 1 ～ 4: 1; ③現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高; ④壓損大( 指孔板、噴嘴等) 。

2、計(jì)量誤差分析：
2.1、材質(zhì)對(duì)計(jì)量誤差的影響：
  差壓孔板式流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)孔板具有測(cè)量精度高、安裝方便、使用范圍廣、造價(jià)低等特點(diǎn)，與三閥組、差壓變送器配套，可廣泛應(yīng)用于各種介質(zhì)的流量測(cè)量。但是國(guó)內(nèi)孔板材質(zhì)較差，孔板在***初使用時(shí)才可能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，使用一段時(shí)間后孔板入口邊緣的磨損加劇，發(fā)生鈍化使流出系數(shù) C 值改變，從而影響流量計(jì)準(zhǔn)確度。輕微的會(huì)引起流量測(cè)量值 5% 的負(fù)偏差，嚴(yán)重的能達(dá)到 12% 的負(fù)偏差。

2.2、人工安裝對(duì)計(jì)量誤差的影響：

圖 2 孔板變形對(duì)精度的影響
  差壓孔板式流量計(jì)若安裝或維修不當(dāng)，使孔板產(chǎn)生變形，導(dǎo)致流量測(cè)量誤差偏大。如圖 2 在法蘭取壓的孔板上進(jìn)行測(cè)試，變形后的孔板測(cè)量***大誤差約為 3． 5% 。

2． 3、維護(hù)管理對(duì)計(jì)量誤差的影響：
  差壓孔板式流量計(jì)在計(jì)量過(guò)程中，未嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)量管理規(guī)程要求定期維修和檢驗(yàn)，設(shè)備會(huì)老化、管線會(huì)腐蝕以及天然氣中的油水和沙粒粉塵會(huì)造成計(jì)量準(zhǔn)確度下降，產(chǎn)生計(jì)量誤差大。如節(jié)流裝置未定期地進(jìn)行檢查清洗，孔板取壓裝置會(huì)嚴(yán)重污染，孔板迎流面污物堆積，計(jì)量結(jié)果易偏低，附加誤差無(wú)法估計(jì); 計(jì)量旁路管道閥門內(nèi)漏，計(jì)量值易偏低; 計(jì)量檢測(cè)器具使用和維護(hù)不當(dāng)，造成測(cè)量參數(shù)的附加誤差等。

3、提高計(jì)量準(zhǔn)確度的措施：
3． 1、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的制造與安裝：

3． 2、采用可換孔板裝置與定值節(jié)流裝置：
  在符合技術(shù)特性和規(guī)范的前提下，應(yīng)適當(dāng)更新節(jié)流裝置和新工藝。可換孔板節(jié)流裝置是一種新型節(jié)流裝置，節(jié)流元件可地安裝在固定的座體內(nèi)( 座體通過(guò)法蘭與管道連接) ，在不拆動(dòng)管道或不停止流體輸送的情況下，可方便地提升孔板，進(jìn)行檢查、清洗或更換，從而保證了計(jì)量準(zhǔn)確度。大口徑孔板易采用帶液壓升降的，這種節(jié)流裝置使孔板提升輕便，還配有清洗室和清洗機(jī)構(gòu)，為解決準(zhǔn)確計(jì)量提供了有效手段。

3． 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)量的不準(zhǔn)確對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度有著很大影響。根據(jù)計(jì)量條件估算密度帶來(lái)的不確定度: 當(dāng)儀表精度較低運(yùn)行在下限時(shí)，不確定度為 ± 0．818% ; 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，應(yīng)選用在線色譜儀進(jìn)行組分在線分析。

3． 4、應(yīng)用合理的流量積算方案：
  根據(jù)天然氣計(jì)量工況條件和用戶對(duì)計(jì)量精度的要求，應(yīng)采用對(duì)壓力、溫度和天然氣組分變化對(duì)流量自動(dòng)部分補(bǔ)償或全補(bǔ)償?shù)姆e算方案，計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量?jī)x表配備和精度的選用應(yīng)符合 GB /T18603—2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。用智能差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器和流量計(jì)算機(jī)組成在線檢測(cè)系統(tǒng)，使溫度和壓力變化得到補(bǔ)償，可以提高測(cè)量準(zhǔn)確度，降低流態(tài)脈動(dòng)( 或波動(dòng)) 引起的流量測(cè)量附加誤差。孔板流量計(jì)量程比一般為 1∶ 3，而實(shí)際測(cè)量天然氣流量變化有時(shí)會(huì)超過(guò)這個(gè)范圍，在這種情況下，其測(cè)量準(zhǔn)確度顯著下降。如果采用定值節(jié)流裝置，寬量程智能差壓變送器與流量計(jì)算機(jī)配套使用，可方便地?cái)U(kuò)展流量量程或遷移量程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的智能化。
3． 5、避免人為計(jì)量誤差：
  加強(qiáng)計(jì)量管理，提高操作人員技術(shù)素質(zhì)，積極引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)的天然氣計(jì)量技術(shù)。