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由于計量儀表誤差以及使用條件變化帶來的誤差往往使孔板流量計的精度不能達到要求。因此,找出引起誤差的因素,提出改進措施對于提高天然氣計量精度具有重大意義。
天然氣管道的迅速發(fā)展，要求對天然氣流量進行更加準確的計量。由于孔板計量方式結(jié)構(gòu)簡單、投資少、計量精度較高，成為我國天然氣流量最主要的計量方式，在全國各大油田均有應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，石油天然氣行業(yè)采用孔板流量計作為貿(mào)易計量的約占95% 以上。孔板流量計是通過測量安裝在管路中的同心孔板兩側(cè)差壓來計算流量的一種檢測設(shè)備。它由節(jié)流裝置、差壓計、壓力計和溫度計等組成。它以能量守恒定律和流動連續(xù)性方程為理論依據(jù)，由標(biāo)準節(jié)流裝置產(chǎn)生差壓，應(yīng)用成熟、可靠的儀表進行差壓、壓力、溫度測量，由流量積算儀或計算機控制系統(tǒng)進行計算得到天然氣的流量。在實際工作中，由于計量儀表誤差以及使用條件變化帶來的誤差往往使孔板流量計的精度不能達到要求。因此，找出引起誤差的因素，提出改進措施對于提高天然氣計量精度具有重大意義.
1 計量誤差分析
1.1 被測介質(zhì)實際物理性質(zhì)的不確定度因素
1.1.1 天然氣相對密度對流量計量的影響
天然氣流量值與1/ Gr的平方根成正比例變化，如果將Gr作為一個獨立量看待，則當(dāng)Gr的不確定度為±0.5%時,由此引起的天然氣標(biāo)準體積流量的不確定因素為± 0.25%,可見,天然氣真實相對密度Gr對流量計量的影響很大。Gr的不確定度是由實際天然氣各有關(guān)物理參數(shù)確定、測量、分析的不確定度引起的。比如，實際空氣的組分偏離標(biāo)準組分的偏離程度,各有關(guān)組分分子量測量的不確定度。
Gr的確定方法可分為2 類,一是用真實相對密度計測量，例如浮力氣體天平、動量密度計、氣體密度計等;二是先利用氣分析儀分析出天然氣的全組分，然后根據(jù)天然氣組分計算Gr值。目前，我國普遍采用第2 種方法，但由于壓力溫度的變化，Gr并不是一個定值。采用在線色譜及時檢測到組分的變化情況,可以提高計量精度。
1.1.2 天然氣壓縮因子對流量計量的影響
流量計量結(jié)果是以工作狀態(tài)下的流量形式給出,由于各地工況不同,需將流量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標(biāo)準下的氣體流量。在壓力不高、溫度不低的情況下,可以按照理想氣體方程進行體積流量換算。然而,實際氣體和理想氣體總有一定差別,尤其是在管道壓力較大或是溫度變化較大的情況下,氣體并不遵循理想氣體狀態(tài)方程。天然氣壓縮系數(shù)的求解有卡茨曲線圖求解法、卡茨表求解法、查《天然氣壓縮系數(shù)速查手冊》法。比較而言,《速查手冊》能迅速、方便地計算出壓縮系數(shù), 但誤差更大?？ù谋泶_, 但由于卡茨表的壓縮系數(shù)太少,當(dāng)表內(nèi)沒有對應(yīng)數(shù)值,還需用內(nèi)插法算出, 使用較麻煩。
1.1.3 可膨脹系數(shù)ε對流量計量的影響
ε是因氣體流經(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,測量結(jié)果偏大。當(dāng)實際流量與設(shè)計流量一致,而靜壓p 1 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。
