配气站流量测量中孔板流量计的优缺点

介绍

　　天然气计量是一种动态间接多参数综合计量，在整个流量计量领域非常困难，影响最大。国内天然气贸易结算和沉降中使用的流量计种类繁多，标准孔板流量计测量的使用是最广泛的方法。由于孔板计量方法结构简单，结构牢固，使用寿命长，在线更换和维修，测量精度高，已成为天然气贸易沉降和沉降的重要测量方法，广泛应用于石油和天然气。领域。

1、燃气计量状态

　　天然气配送站负责城市居民的天然气流量分配和输配任务。需要根据流量调整天然气使用的峰值和低峰，以满足工业和住宅天然气的消耗。

　　结合天然气配送团队的实际情况，提高天然气测量精度，减少贸易摩擦。胜利油田配气站大部分天然气测量采用孔板流量计。配气团队的天然气计量实现了温度，压力，流量等现场数据的自动采集，处理，显示和报告打印，实现远程实时监控和实时数据传输，实现了自动化运行。整个测量过程。

　　先进的孔板计量系统由孔板阀，智能差压变送器，智能压力变送器，集成温度组成发送器和流量计算显示设备由硬件和软件组成。其系统结构拓扑如图1所示。

孔板流量计计量系统图

2、孔板流量计的计量误差分析

　　天然气工业标准“使用标准孔板流量计测量天然气流量”（GB / T 21446）规定了标准孔板的技术参数，内部结构，孔板的压力模式，流量计的使用方法和计算，不确定度学位数据为天然气标准孔板流量计的测量提供了标准基础[1]。然而，在实际应用中，由于现场使用条件的变化和仪表本身的误差引起的误差，孔板流量计的精度经常不能满足要求。本文结合孔板流量计在配气站分布测量中的应用，从基本误差和附加误差两个方面分析了孔板流量计的测量误差，并讨论了解决方案。

2.1、基本错误

　　基本误差是由计量装置本身的精度确定的误差，并且是不可避免的，通常在1％至2％的范围内。为了使孔的计量标准化，天然气计量系统的技术要求（GB / T 18603）描述并要求计量系统。同时，需要计量系统仪器的精度水平。

　　由基础气体分配孔板计量系统选择的差压变送器，压力变送器和温度变送器的精度为：0.25％，0.25％，0.5％，符合天然气计量系统（GB）的技术要求。 / T 18603）B类系统仪器的精度要求。

2.2、附加错误

　　结合现场的使用，对测量中的附加误差的原因进行以下分析。

2.2.1、实际运行流量值偏离设计流量值引起的误差

　　这是天然气配送站最常见的问题，也是双方最关心的问题。天然气消耗具有季节性，每日和每小时的不平衡。气体消耗和气体消耗的峰值范围很大，并且难以准确地掌握用户的使用。气体量大大偏离设计流量值。

　　如果用于计算孔口直径的最大流量显着偏离现场的实际最大流量，则计算出的孔板的孔口直径将大大偏离。存在的问题是大孔板测量小流量，并且由于ΔP小，所以测量精度大大降低。

2.2.2、节流装置产生的错误

1）孔板的反向导致测量误差。在孔阀中安装孔当使用板时，孔板的安装方向应该是正确的，并且天然气从孔板的上端表面流到下端表面。表3显示了总气体分布与总外部气体供应之间的比较。正常的气体分布应大于外部总气体供应，如表2所示，数据从4.4到4.6。在第4.6天，布线板的总分布被逆转，导致总气体分布小于4.7天。

2）孔板孔径尺寸的不准确测量会导致测量误差。在实际使用中，由于条件限制，不能及时发送到验证部门进行验证，而是用游标卡尺当场测量。一方面，存在视觉错误。另一方面，由于在标准条件下不进行校准，当现场环境和被测介质的温度较高时，测量孔的光圈值会过高，导致测量值高于实际值。值。如果孔板的厚度不符合标准，则上游和下游直管段的长度不足，并且计量装置的不正确安装会引起测量误差。

3）气体冲刷和腐蚀会导致测量误差。从地层中提取天然气。虽然它是分离和过滤的，但是气体的组成非常复杂，并且组合物经常变化。从单井气体测量，气体收集测量到气体分布测量，气体成分不同，所以流量计在使用过程中，被测介质的天然气应进行清洗和腐蚀，孔板和直管段的腐蚀特别严重。这将影响孔板的直角入口边缘的圆弧半径和直管段的表面粗糙度，从而流出系数改变，并且测量不确定度超过预期值[2]。

2.2.3、差压变送器引起的误差

　　在现场环境条件下，连接在孔板流量计装置和差压变送器之间的压力传导管道易于腐蚀，堵塞，冻结等，这是孔板流量计薄弱部分的关键点。维修。

1）差压变送器的零点易于漂移，导致静压和差压值失真，导致计算出的气体体积与实际气体体积的偏差较大。

2）差压变送器的阀块和导压管容易生锈，泄漏和堵塞。高压侧和低压侧的连接部分的空气泄漏或堵塞导致大的计量偏差。

在2015年4月东营压缩机站维修期间，天然气中含有固体悬浮颗粒和油污，导致downstream的下游压力导管堵塞到主要布线，导致总量分布大量测量到总量。接线。

2.2.4、天然气成分变化引起的误差

　　天然气的范围从单井到集气站和配气站，气体成分不同，因此流量值也不同。一方面，由于气体组成的变化引起的天然气相对密度的变化，天然气流量值与相对密度的倒数的平方根成正比地变化。另一方面，天然气成分的变化影响压缩系数Z的计算，这导致压缩系数的额外误差，并且压缩系数直接影响正常条件下的气体流动成均匀的标准。可以看出，天然气成分的变化对测量有很大影响。

　　2015年5月，对交配分布点的天然气成分进行了重新采样和分析，采样分析前后各成分含量发生了变化。根据相对密度计算公式，取样分析前后的相对密度分别为0.6495和0.6425，即取样分析前后天然气的相对密度变化1％。

3、措施提高孔板流量计的计量精度

　　孔板流量计的计量精度与许多因素有关，例如孔板，管道条件和安装质量。为了提高流量计的精度，可以采取以下措施。

3.1、孔板流量计的制造和组装

　　直径，厚度，斜角，流量计形状，粗糙度等应符合GB / T 2624.2的要求。流量计的制造和组装必须符合GB / T 21446和API MPMS 14.3.3的要求。

　　孔板的密封垫圈应由耐腐蚀，抗老化和满足输送介质温度的材料制成。在装配过程中，应确保任何时候都不会有任何点突出到管道中，并且不会影响流量的测量精度。在上腔室和下腔室之间的孔板和引导板之间应该有良好的密封。

　　为了制造孔板流量计，必须提供排水阀和排气阀。排放应归纳为总排气界面，以便均匀排放。孔板流量计的直管段应根据孔板前后端的工艺管道的形式确定。考虑到一定的边际因素，它通常按照前30D和15D [3]排列。

3.2、合理选择测量仪器

　　为避免“大型马车”或“小型马车”现象造成的误差，建议严格按照GB / T 18603“技术要求”的要求选择合适的量程表。用于天然气计量系统“。首先，根据气体流速选择最佳内径孔板。智能差压变送器的范围应为满量程的10％至90％，智能压力变化变送器的范围应为满量程的30％至75％。最好使用绝对量程测量仪器。建议精度为0.1％。

3.3、仪器的安装

　　孔板流量计应垂直于管道轴线安装，并与管道同心，偏差小于1°。孔板流量计应设有机械指示孔板，用于测试其是否安装在管道直径的中心[4]。孔板安装在法兰之间后安装，允许自由热膨胀而不会变形。当满足设计压力时，由其他力或压差引起的弹性变形和塑性变形不应超过线性斜率。 1％。

孔的上侧和下侧上的压力出铁口的直径是相同的。建议直径应小于13mm。压力龙头的中心线应平行于地面并垂直于管道的中心线。偏差不应大于3°。

3.4、加强计量管理和维护，改进测量和监管系统

　　加强计量装置的日常管理和维护。例如，压力计的计量和校准应定期进行。如果发现异常或损坏的情况，应及时修复;冬季气温会下降，容易发生冻结，需要增加排污次数。安装保温设备;加强孔板流量计等的污水和清洗检查[5]。

健康完整的测量规则和规定，如定期维护，定期检查等。严格管理，使计量装置有记录，操作有程序，使用系统，维护有一个循环。

3.5、加强业务培训，提高技术人员素质

　　加强现场操作人员的业务培训，提高操作人员的技术水平和解决问题的能力，更好地做好流量计的维护，保养和维护工作。

4、结论

　　孔板流量计在胜利油田已使用多年，发挥着不可替代的作用。 同时，它可以改善工作条件，节省人力，提高天然气配置水平和操作人员的效率，并降低生产成本。 孔板流量计将在应用中进一步优化和改进，减少误差并提高测量精度。

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