孔板流量計計量誤差現(xiàn)場因素分析
孔板流量計計量誤差現(xiàn)場因素分析
長距離輸氣管道通常采用差壓式孔板計量進行貿(mào)易計量交接。由于多種原因，計量數(shù)據(jù)會存在偏差。為此，根據(jù)計量公式，結(jié)合日常運行實際，現(xiàn)對計量過程中的影響因素進行分析，確定各種因素對計量結(jié)果的影響方向，為精準(zhǔn)計量和尋找計量誤差提供依據(jù)。
1氣體組分和氣體質(zhì)量對計量結(jié)果的影響
氣體組分數(shù)據(jù)的得出有兩種情況。一是有氣質(zhì)監(jiān)測設(shè)備，定時把現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集到計量系統(tǒng)中，適時更新；另一種是由于運行成本及其他原因，氣體組分采用異地測量、人工輸入的方式。組分對計量結(jié)果的影響為：如果輕質(zhì)成分（如甲烷）含量增加，則天然氣密度 ρn會減小，根據(jù) Gr =ρn/1.204449，真實相對密度 Gr相應(yīng)減小，根據(jù)公式 FG =姨1/Gr，相對密度系數(shù) FG則減小，流量計得出的結(jié)果與真實值相比會減小，即發(fā)生少計量現(xiàn)象。
試驗研究結(jié)果表明：
（1）用孔板流量計測量氣體流量，當(dāng)氣體中夾帶少量液體時，流量測量不確定度偏高，測量的濕氣流量隨 β（直徑比）的增加而減少，在 β為 0.7時，測得的流量偏差為 -1.7%；
（2）當(dāng)夾帶少量液體時，在 β為 0.5時表明孔板性能較好，但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出，以獲得的計量性能；
（3）用舊的孔板流量計測量濕氣，流量計量值將降低 3%。
如果氣體中含有液體或污物沉積，則會對計量儀表測得的數(shù)值造成影響，從而影響計量精度。
2孔板對計量結(jié)果的影響
在孔板夾持器中安裝孔板時，應(yīng)注意孔板的安裝方向，使氣體從孔板的上游斷面流向孔板的下游斷面。如果裝反，計量數(shù)據(jù)將偏小。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釋放，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算流量。如果裝反了就不能達到迅速減壓的目的，孔板前后壓差會減小，而流量與前后壓差是成正比的，所以顯示值會偏小。當(dāng)孔板入口邊緣磨損變鈍不銳或受腐蝕發(fā)生缺口，或孔板前有突入管道內(nèi)部的焊縫、計量法蘭墊片時，都將使實際流量系數(shù)增大或差壓降低，造成計量氣量偏小 。
實際孔徑小于設(shè)計孔徑引起流量增大。由于半徑減小氣體流過孔板時，孔板前后差壓增大。因此，孔徑的輸入要正確，尤其是在更換完孔板后應(yīng)對計算機中的孔板直徑按照檢定證書上的孔徑進行更改。實際孔徑一定，如果輸入值比實際值大，將造成流量值增大。同樣的道理，如果孔徑不變，差壓變大，則計量值增加。直徑比 β（孔板開孔直徑 /上游測量管內(nèi)徑）的變化對測量不確定度的影響。
3配套管路和測量儀表對計量結(jié)果的影響
下游導(dǎo)壓管至儀表間的連接件漏氣或堵塞，會造成計算的流量偏大。反之，上游導(dǎo)壓管至儀表間的連接件漏氣或堵塞，平衡閥漏氣，有少量的泄漏致使氣體在引壓管中流動，減少了進變送器的差壓信號，使儀表輸出偏低，造成計量流量偏小。如果氣體中含有液體或污物沉積，則會對計量儀表測得的數(shù)值造成影響，主要是在壓力和差壓變送器的導(dǎo)壓管低處。同時在低溫條件下，由于降低壓力或者控制流量，易產(chǎn)生水合物，儀表中測量的結(jié)果不是真實的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。故應(yīng)安裝加熱器或其他適宜設(shè)備，并定期對壓力和差壓變送器的導(dǎo)壓管進行排污，以保證計量準(zhǔn)確。天然氣管道輸氣量普遍存在的一個現(xiàn)象是冬夏季變化較大，故儀表量程應(yīng)適應(yīng)寬范圍變化的需要，確保計量參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。具體可參見 SY/T 6143-2004《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量》標(biāo)準(zhǔn)中的附錄。同時，各組成部分的準(zhǔn)確度等級應(yīng)達到規(guī)定要求，此方面可參考 GB/T 18603-2001《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》。由于差壓變送器在計量中占有主要作用 ,因此 ,要對差壓變送器的零點進行校準(zhǔn)。如果零點不穩(wěn)，有漂移或量程偏大，會導(dǎo)致孔板流量計輸出信號偏低。
由于使用時間長線路器件老化、維護過程失誤等原因，現(xiàn)場的儀表有可能存在失效的情況，如溫度變送器與其他同管徑支路同型號儀表相比數(shù)值偏低等；或由于停電原因，采集值會為系統(tǒng)默認的 -50℃等。這樣會造成計量結(jié)果偏大。因此要對有可比性的
參數(shù)進行相互間的比較，以確認數(shù)據(jù)是否正確。
4流量計算中各常數(shù)對計量結(jié)果的影響
在流量計算機上，可看到的數(shù)據(jù)分自動采集和人工輸入兩種。自動采集的參數(shù)有溫度、壓力、孔板差壓。需要人工輸入的參數(shù)有孔板孔徑、測量管內(nèi)徑、當(dāng)?shù)卮髿鈮?、孔板膨脹系?shù)、測量管膨脹系數(shù)、動力粘度等。
可膨脹系數(shù) ε對流量計量的影響。
ε是氣體流經(jīng)孔板時密度產(chǎn)生變化而引入的修正系數(shù)，這是流量誤差的一個重要來源。當(dāng)天然氣流量低于設(shè)計流量時，實際的 ε低于設(shè)計的 ε，導(dǎo)致測量結(jié)果偏小，反之則測量結(jié)果偏大；當(dāng)實際流量與設(shè)計流量一致，而靜壓 P1低于設(shè)計壓力，實際的 ε小于設(shè)計的 ε，使流量測量偏大，反之偏小 。
為杜絕隨意篡改計量設(shè)置參數(shù)現(xiàn)象發(fā)生，交接雙方應(yīng)在進入計量數(shù)據(jù)設(shè)置頁面前輸入密碼環(huán)節(jié)，由雙方共同設(shè)置進入密碼。
結(jié)論
天然氣計量系統(tǒng)是一個相當(dāng)復(fù)雜且存在許多不確定因素的系統(tǒng)，造成測量誤差的原因難以進行綜合定量分析，本文只能對部分現(xiàn)場方面進行定性分析。應(yīng)該說，在日常工作中，只要加強流量計各環(huán)節(jié)的管理，對影響計量準(zhǔn)確度的因素進行詳細排除，及時發(fā)現(xiàn)并更正計量過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，就能保證計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
