差壓孔板流量計結構簡單，操作較方便，技術成熟，使得其在管道計量中得到廣泛應用。根據調查，在超聲波流量計使用之前，差壓式孔板流量計在整個油氣管道貿易結算中占到了 80%以上。但是，在實際生產運行當中由于孔板流量計的誤差影響因素較多，往往造成計量不確定度增大的情況時有發生。通過近幾年的使用與調研，在孔板流量計的誤差研究方面積累了一些使用經驗，提出來了相應的對策予與改善或消除。

 

　　隨著計量技術和儀表技術的快速發展，在天然氣計量方面許多新型的計量設備得到廣泛應用，但差壓孔板流量計仍然是我國目前天然氣長輸管道計量用得***多的計量儀表，占整個貿易計量的比例超過 60%左右。為規范差壓孔板流量計量，制定了 GB2628 和 SY/T6143 計量標準，對孔板計量系統進行了詳細的說明和要求，對計量系統的儀器儀表準確度進行了要求。但是由于差壓孔板流量計計量系統特有的結構特點，以及在運行過程中實際情況與理論情況存在偏差，往往計量精度無法得到有效保證。本文將從差壓孔板流量計的結構特點和誤差產生的原因入手來探討怎樣減控其誤差的產生。

　　1.孔板流量計的組成

 

　　差壓式孔板流量計由 3 部分組成：淤現場取壓部分—包括孔板閥、前后直管段、導壓管；于溫度、壓力、組分補償部分—包括現場用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析計量的實時數據；盂流量計算部分—指專用流量計算機。

 

　　因為整套差壓孔板流量計是由多個部分組成，其中的每一環節都有出現導致誤差增加的可能，所以要保證整套計量系統的計量精度要求就必須確保每一環節都在可控的范圍內運行。

 

　　2.誤差的分類

 

　　差壓孔板流量計計量系統的結構特點決定了會產生兩種誤差：淤附加誤差，是由于流量計在運往中偏離了標準條件產生的；于基本誤差，這是流量計本身所存在的誤差；基本誤差是所有計量儀表都具有的，根據其計量原理一般是不可差降的，而由于人為操作的環節多，且天然氣這一特殊商品的計量是一種連續且不可重復的計量，如果不加以適時的監控，所引起的計量附加誤差可能會相當大，尤其當進行貿易結算時，為供需雙方帶來計量不準甚至計量糾紛等嚴重影響。但是，附加誤差也可以進行減控的，本文分析了產生附加誤差的主要原因，提出精心管理，細致操作以減小計量誤差的重要性。

 

　　3.影響計量精度的原因

 

　　基本誤差是生產運行中可接受的，但附加誤差是我們必須重視和加以控制的。如果儀表的制造、選型都嚴格按照標準執行，而在安裝和使用過程中，沒有嚴格遵守技術要求執行，就會造成附加誤差，這種誤差的大小是無法估計的。例如：

 

　　（1）孔板安裝前后直管段不足。節流裝置的流量計算公式是以孔板的穩定流動為基礎的，直管段長度不夠將直接導致測量點有脈動現象，穩定原理不能成立，從而影響測量精度，產生計量誤差。

 

　　（2）取壓管安裝不合理。取壓管長度超長導致傳輸到變送器的模擬信號變化不敏感、阻力過大，反應滯后，變送器采集和轉換的信號有可能失真；取壓管堵塞也將導致變送器采集失真。

 

　　（3）孔板節流裝置在長期運行后，節流裝置容易產生堵塞、結垢、磨損、腐蝕等現象，這些都會帶來附加誤差。

 

　　（4）由于受溫度等因素的影響，變送器接頭容易產生泄漏，造成壓力（或差壓）損失；變送器的物理性能也可能受溫度變化影響而發生變化，這些都會帶來嚴重的附加誤差。

 

　　（5）流速的巨幅波動。孔板流量計的量程比一般為 1：4，即***大流量是***小流量的 4 倍，在它們的區間運行，計量精度能得到很好保證。但時常有超出該范圍的情況發生，特別是在夜晚用氣低峰時，甚至差壓能低

 

　　至 0kPa，這種情況將無法確保較高的計量精度。

 

　　4.減降誤差的措施

 

　　前文中介紹了多種附加誤差的產生原因，下面提出相應的一些方法和措施對其附加誤差進行減控。

 

　　（1）孔板節流裝置在使用前的安裝中應按照標準安裝設計，直管段的長度必須滿足標準要求，根據孔板前阻力件形成配接足夠長度的直管段，一般應前 20D，后 10D，必要時安裝整流器。

 

　　（2）導壓管應采用耐腐蝕材料，其內徑不小于 6mm，長度***好在16mm以內。在滿足計量能力的條件下，應選擇內徑較小的測量管，提高差壓和孔徑比；采用短引壓管線，減少管線中的阻力件，并使上下游管線長度相等，減少系統中產生諧振和壓力脈動振幅增加；導壓管應垂直或傾斜敷設，起傾斜度不小于 1：12。此外，特別重要的是需定期對導壓管進行吹掃。

 

　　（3）孔板迎流面及圓柱形內孔的入口邊緣不得堆積臟物、不得出現毛刺、卷口、可見傷痕、磨損或腐蝕，孔板及孔板閥密封圈不得缺損、變形。定期對孔板進行清洗和檢查，孔板應每月至少清洗一次，檢查儀表零點，儀表 D/A 轉換通道、核對流量計算參數。

 

　　（4）變送器和流量顯示儀表的度對整套流量計系統的度也很重要。目前變送器大多數采用的是 4~20MA 信號。變送器及上位機應定期檢查零位和校驗，零位應每月檢查一次，差壓變送器校驗應每三個月進行一次，壓力變送器至少每半年校驗一次。

 

　　（5）在選用不同內徑的孔板時，應準確計算好流速的大小，選擇適宜的孔板。此外，還可通過控制管道壓力來調整流速。

 

　　此外，管道中由于氣體的流速和壓力發生突然變化，孔板流量計造成脈動流，它能引起差壓的波動，而節流裝置的流量計算公式是以孔板的穩定流動為基礎的，當孔板處出現脈動現象或其它突變情況時，其穩定原理將不能成立，從而影響測量準確度，產生計量誤差。因此，為了保證計量精度，必須消除脈動流。我們通常可采用以下幾種措施：合理安裝引壓管，通過控制其長度，減少管線中的阻力件，上下游引壓管長度保持一致，減少引壓管中壓力脈動振幅和產生諧振；在滿足計量能力的條件下，盡量選擇內徑較小的引壓管，并適當提高差壓和孔徑比；消除管線中游離液體，可采用自動清管系統或低處安裝分液器來減消管線中的積液引起的脈動。

 

　　加強計量管理，提高操作人員技術素質，積極引進吸收國外先進的計量技術。孔板在測量管內的部分應該是圓的并與測量管軸線同軸，孔板的兩端面應始終是平整的和平行的。

 

　　孔板偏心—孔板應與節流裝置中的直管段對中。金屬管轉子流量計實驗表明，孔板偏心引起的計量不確定度可能達到 2%，孔徑比茁 值越高，偏心率受影響越大，應盡量使用茁 值較低的孔板。

 

　　孔板彎曲—由于安裝或維修不當。使孔板發生彎曲或變形，導致流量測量誤差較大。在法蘭取壓的孔板上進行測試，孔板彎曲產生的***大誤差約為 3.5%。

 

　　孔板邊緣尖銳度—孔板入口邊緣磨損變鈍不銳或受腐蝕發生缺口，或孔板管道內部的焊縫或計量法蘭墊片，都將使實際流量系數增大和差壓降低，造成計算氣量偏小。

 

　　5.結束語

 

　　差壓式孔板流量計優點是結構簡單、無可動部件、安裝方便、性能可靠、耐用；使用時間較長，標準制定***全；價格便宜；適用于壓力較穩定、管徑較大的計量；并且按照標準制造的孔板不需要重復標定。缺點：量程比小，一般不超過 1：4，適用的條件較高；前后直管段要求較長，一般是前10D，后 5D，這導致站場工藝占地面積大；因為孔板是節流量裝置，壓損大時不適宜長輸管線計量；引壓管輸出信號為模擬信號，還需變送器才能轉換成數字信號，且模擬信號重復性不高；除此之外，對整套流量計計量精度的影響因素多且錯綜復雜，很難提高測量精度。

 

　　孔板流量計分為一次裝置（孔板節流裝置）和二次儀表（差壓、靜壓、溫度、天然氣物性參數計量器具等），相關配套儀表的設計、安裝、選擇、使用、維護都需嚴格按照有關標準進行，建立健全各項運行維護規章制度，如定期清洗維護制度、定期零位校準、周期送檢等制度，并在可控的狀態下使用時。