【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 量計(jì)算機(jī)和在線氣相色譜儀等。1993年華北油田向北京市供氣的第二條輸氣管道投產(chǎn)，建在這條管道末端的南郊門站配備有從美國(guó)貝克公司引進(jìn)的天然氣流量計(jì)算機(jī)和在線氣相色譜儀，十幾年來(lái)華北油田除按體積流量計(jì)量外，同時(shí)也記錄了天然氣的發(fā)熱量。為了適應(yīng)能量計(jì)量方式的需要，我國(guó)應(yīng)該積極進(jìn)行天然氣按能量計(jì)量的試點(diǎn)工作，推出天然氣按能量計(jì)量的法規(guī)性管理文件；開展天然氣能量計(jì)量配套技術(shù)研究，積極推行天然氣能量計(jì)量體系；積極完善和制定天然氣計(jì)量的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別要盡快研究制定天然氣能量計(jì)量的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和天然氣產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)。 進(jìn)行孔板流量計(jì)誤差分析和改進(jìn)的意義由于天然氣管道的迅速發(fā)展，要求對(duì)天然氣流量進(jìn)行更加準(zhǔn)確的計(jì)量。而孔板計(jì)量方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、計(jì)量精度較高，成為我國(guó)天然氣流量最主要的計(jì)量方式，在全國(guó)各大油田均有應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，石油天然氣行業(yè)采用孔板流量計(jì)作為貿(mào)易計(jì)量的約占 95%以上?？装辶髁坑?jì)是通過(guò)測(cè)量安. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手裝在管路中的同心孔板兩側(cè)差壓來(lái)計(jì)算流量的一種檢測(cè)設(shè)備。它由節(jié)流裝置、差壓計(jì)、壓力計(jì)和溫度計(jì)等組成。它以能量守恒定律和流動(dòng)連續(xù)性方程為理論依據(jù)，由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置產(chǎn)生差壓，應(yīng)用成熟可靠的儀表進(jìn)行差壓、壓力、溫度測(cè)量，由流量積算儀或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算得到天然氣的流量。在實(shí)際生活中，由于計(jì)量?jī)x表誤差以及使用條件變化打來(lái)的誤差往往使孔板流量計(jì)的精度不能達(dá)到要求。因此，找出引起誤差的因素，提出改進(jìn)措施對(duì)于提高天然氣計(jì)量精度具有重大意義。本文主要介紹孔板流量計(jì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，從計(jì)量?jī)x表誤差、使用條件變化誤差、氣質(zhì)條件誤差、計(jì)算系數(shù)誤差和其他因素引起的誤差五個(gè)方面分析了引起計(jì)量誤差的主要因素；同時(shí)提出了嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工孔板，正確安裝，合理選擇差壓量程、消除脈動(dòng)流，減小脈動(dòng)影響，合理解決超量、加強(qiáng)日常管理，對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理修正、量值溯源是確保天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度的有效措施、采用可換孔板節(jié)流裝置和定制節(jié)流裝置，擴(kuò)展量程范圍、推進(jìn)計(jì)量方式的自動(dòng)化智能化發(fā)展和采用專用流量計(jì)算機(jī)的積算方案六方面的改進(jìn)措施，努力實(shí)現(xiàn)孔板流量計(jì)的最精確測(cè)量。. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手第2章 天然氣計(jì)量?jī)x表分類 天然氣流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)天然氣計(jì)量實(shí)際上是天然氣流量的測(cè)量，是在天然氣流動(dòng)過(guò)程中間接測(cè)量的，測(cè)量的準(zhǔn)確度取決于整套測(cè)量系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、建設(shè)、操作和維護(hù)等全過(guò)程的質(zhì)量，為了保證計(jì)量系統(tǒng)按統(tǒng)一的技術(shù)要求進(jìn)行全面質(zhì)量管理，保證天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確度，制定科學(xué)合理的天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的。如圖 21 所示，在天然氣計(jì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，流量計(jì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是主要的，另外它還應(yīng)包括天然氣密度，組成，發(fā)熱量，壓縮因子等相關(guān)參數(shù)的測(cè)量和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，還有儀器儀表、設(shè)計(jì)及安全等標(biāo)準(zhǔn)。天然氣計(jì)量涉及到設(shè)計(jì)、建設(shè)、投產(chǎn)、操作、維修、檢驗(yàn)、檢定以及安全環(huán)保等各個(gè)方面，因此其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是很廣泛的。圖 21 天然氣流量計(jì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) Figure 21 Gas Flow Measurement System Standards. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手美國(guó)石油工業(yè)發(fā)達(dá)，天然氣計(jì)量技術(shù)先進(jìn)，有嚴(yán)格完善的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的計(jì)量設(shè)備。1978 年美國(guó)通過(guò)了天然氣法，統(tǒng)一各州和聯(lián)邦政府之間的天然氣價(jià)格，規(guī)定了以每立方英尺實(shí)際的能量含量作為天然氣價(jià)格的基礎(chǔ)，改變了天然氣傳統(tǒng)的計(jì)量方式，這種新的計(jì)量方式是結(jié)合天然氣的質(zhì)量測(cè)量和發(fā)熱量測(cè)量?jī)煞N獨(dú)立的測(cè)量系統(tǒng)而產(chǎn)生一個(gè)新的天然氣能量測(cè)量系統(tǒng)。 我國(guó)尚未形成天然氣計(jì)量的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)目前在天然氣計(jì)量中采用《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法(SY／T 6143— 1996)》 、 《天然氣發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方法(GB／T 11062—1998)》等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)尚沒(méi)有覆蓋天然氣計(jì)量的各個(gè)方面，特別是在天然氣貿(mào)易計(jì)量中缺乏天然氣計(jì)量系統(tǒng)統(tǒng)一的、系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為了適應(yīng)我國(guó)天然氣日益國(guó)際化的需要，必須加快我國(guó)天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌的步伐。 天然氣計(jì)量?jī)x表的分類 孔板流量計(jì)圖 22 孔板流量計(jì)Figure 22 Orifice Flowmeter. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手如圖 22 所示，孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，它可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程控制和測(cè)量。節(jié)流裝置又稱為差壓式流量計(jì),是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成廣, 維修方便 ,性能穩(wěn)定?？装辶髁坑?jì)的工作原理是當(dāng)氣體流經(jīng)孔板時(shí)，其前后產(chǎn)生的壓力不同，導(dǎo)致充 滿 管 道 的 流 體 在 節(jié) 流 件 附 近 造 成 局 部 收 縮 ， 流 速 增 加 ， 在 其 上游 和 下 游 兩 側(cè) 產(chǎn) 生 靜 壓 力 差 ,通過(guò)此壓力差來(lái)計(jì)算流量。下表 21是它的主要結(jié)構(gòu)分類： 表 21 孔板流量計(jì)的分類 Table 21 Orifice Flowmeter Classification代號(hào) 按其結(jié)構(gòu)形式細(xì)分H 標(biāo)準(zhǔn)孔板（環(huán)式）Y 標(biāo)準(zhǔn)孔板（法蘭）K 標(biāo)準(zhǔn)孔板（鉆孔）I ISA 1932噴嘴L 長(zhǎng)頸噴嘴W 文丘利噴嘴G 經(jīng)典文丘利管S 雙重孔板Q 圓缺孔板Z 錐形入口孔板R 1/4圓孔板P 偏心孔板N 整體（內(nèi)藏）孔板X 楔形孔板. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手原始的孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)如下：①節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)，價(jià)格低廉②孔板計(jì)算采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與加工 ③應(yīng)用范圍廣，全部單相流皆可測(cè)量，部分混相流亦可應(yīng)用④標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置無(wú)須實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用⑤一體型孔板安裝更簡(jiǎn)單，無(wú)須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器改進(jìn)后智能型的主要特點(diǎn)有： ①采用進(jìn)口單晶硅智能差壓傳感器 ②高精度，完善的自診斷功能 ③智能孔板流量計(jì)其量程可自編程調(diào)整④可同時(shí)顯示累計(jì)流量、瞬時(shí)流量、壓力、溫度。 ⑤具有在線、動(dòng)態(tài)全補(bǔ)償功能外，還具有自診斷、自行設(shè)定量程⑥量程范圍寬、大于 10：1 ⑦配有多種通訊接口 ⑧穩(wěn)定性高目前，孔板流量計(jì)的應(yīng)用及其廣泛，流量測(cè)量技術(shù)與儀表的應(yīng)用大致有以下幾個(gè)領(lǐng)域： 流量?jī)x表是過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。在過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中，流量?jī)x表有兩大功用：作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表和測(cè)量物料數(shù)量的總量表。 能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃?xì)?、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計(jì)量是科學(xué)管理能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。流量?jī)x表是能源計(jì)量?jī)x表的重要組成部分，水、人工燃?xì)?、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計(jì)，它們是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算不可缺少的工具。 煙氣，廢液、污水等的排放嚴(yán)重污染大氣和水資源，嚴(yán)重威脅人類生. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手存環(huán)境。國(guó)家把可持續(xù)發(fā)展列為國(guó)策，環(huán)境保護(hù)將是 21 世紀(jì)的最大課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強(qiáng)管理，而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制。 我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家，全國(guó)有上百萬(wàn)個(gè)煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項(xiàng)目，每個(gè)煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計(jì)，組成連櫝排放監(jiān)視系統(tǒng)。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則，氣體組分變化不定，流速范圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無(wú)直管段等。 有五種方式：鐵路公路、航空、水運(yùn)、和管道運(yùn)輸。其中管道運(yùn)輸雖早已有之，但應(yīng)用并不普遍。隨著環(huán)保問(wèn)題的突出，管道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)引起人們的重視。管道運(yùn)輸必須裝備流量計(jì)，它是控制、分配和調(diào)度的眼睛，亦是安全監(jiān)沒(méi)和經(jīng)濟(jì)核算的必備工具。 21 世紀(jì)將迎來(lái)生命科學(xué)的世紀(jì)，以生物技術(shù)為特征的產(chǎn)業(yè)將獲得迅速發(fā)展。生物技術(shù)中需監(jiān)測(cè)計(jì)量的物質(zhì)很多，如血液，尿液等。儀表開發(fā)的難度極大，品種繁多。 科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要的流量計(jì)不但數(shù)量多，且品種極其繁雜。據(jù)統(tǒng)計(jì)流量計(jì)100 多種中很大一部分是應(yīng)科研之需用的，它們并不批量生產(chǎn)，在市面出售，許多科研機(jī)構(gòu)和大企業(yè)皆設(shè)專門小組研制專用的流量計(jì)。 這些領(lǐng)域?yàn)槌ㄩ_流道，一般需檢測(cè)流速，然后推算流量。流速計(jì)和流量計(jì)所依據(jù)的物理原理及流體力學(xué)基礎(chǔ)是共通的但是儀表原理及結(jié)構(gòu)以及使用條件有很大差別。目前，孔板流量計(jì)計(jì)量已經(jīng)開始引入數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存和監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)壓力、溫度等參數(shù)的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)流量進(jìn)行時(shí)時(shí)修正，從而大大提高了孔板的計(jì)量精度。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，壓力、溫度變送器以及數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)將會(huì)越來(lái)越小，功能越來(lái)越多，成本也越來(lái)越低。預(yù)計(jì)將壓力、溫度傳感器和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、傳輸元件都集于一個(gè)模塊的集成系統(tǒng)將成為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。目前美國(guó)開發(fā)的一種新流量計(jì)中采用埋置