孔板流量計在天然氣計量中的誤差原因分析
2013-03-20
天然氣計量中，使用最多的是孔板流量計，它由節(jié)流裝置、導壓管、差壓計、壓力計和溫度計等組成。正常情況下，它的測量準確度能滿足國家標準和石油部標準的要求。但在實際工作中，由于節(jié)流裝置設計、制造、安裝和使用不符合標準要求，參數選擇不當，用戶負荷變化，人工取值不準等原因，都不同程度地影響著流量測量的準確度。因此，找出孔板流量計測量誤差產生的原因及解決辦法是關系到計量準確的重要工作。
1 節(jié)流裝置
1.1孔板制造及安裝
采用孔板流量計時，對孔板加工的技術要求十分嚴格，必須符合國家標準或部頒標準中的規(guī)定，否則，會給天然氣流量測量結果帶來誤差。
（1）孔板偏心：實驗表明，孔板偏心引起的計量誤差一般在2%以內，孔徑比β值愈高，偏心率影響愈大，所以，應避免采用β值高的孔板。
（2）孔板彎曲：由于安裝或維修不當，使孔板發(fā)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結果，孔板彎曲產生的最大誤差約為3.5%。
（3）節(jié)流裝置內突出物：節(jié)流裝置中伸入管內的墊片、焊縫等也會使流量測量產生一定的誤差，誤差大小與突出物的位置、孔板與突出物的距離以及突出高度有關。試驗證明，當β=0.7，突出物體位于孔板上游2倍管徑處時，產生的誤差最大；若突出物位于上游孔板處，誤差為16%～50%，若將突出物位于孔板下游時，對計量準確度的影響要小些。
1.2 提高計量準確度途徑
（1）脈動流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動流，它能引起差壓的波動，使記錄曲線變成一個寬帶。①天然氣井若為氣水同產，這些井的計量差壓均發(fā)生波動；②長輸管道或氣田管道積液造成計量差壓波動；③天然氣壓縮機的使用使計量差壓發(fā)生波動；④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發(fā)生急劇變化，供氣調壓閥突然開大或關小也會導致差壓波動。
（2）抑制脈動流的方法。①消除或遠離脈動源：采取控水采氣；采用高效分離器，加強氣水分離；對積存在計量管段、導壓管、流量計高低壓波紋管室中及管道中的凝析液應及時吹掃或清管。②控制計量管段下流閥：實踐證明，控制下流閥對各類脈動源引起的差壓波動都有抑制作用。③加裝緩沖罐：可在測量管段前加裝緩沖罐，可儲存和釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動源引起的差壓波動，也可設置專門的脈動衰減器。④提高差壓和孔徑比β：對于同一條計量管道，若要提高差壓，就要降低孔板直徑，使孔徑比β降低，為了使差壓和孔徑終都提高，必須相應減小計量管管徑。⑤安裝調壓閥：在測量點前入口處加裝調壓閥，穩(wěn)定輸出壓力，可有效地減少脈動現象對計量準確度的影響 來源：熱像儀 http://rengken.cn/product/thermography/
1 節(jié)流裝置
1.1孔板制造及安裝
采用孔板流量計時，對孔板加工的技術要求十分嚴格，必須符合國家標準或部頒標準中的規(guī)定，否則，會給天然氣流量測量結果帶來誤差。
（1）孔板偏心：實驗表明，孔板偏心引起的計量誤差一般在2%以內，孔徑比β值愈高，偏心率影響愈大，所以，應避免采用β值高的孔板。
（2）孔板彎曲：由于安裝或維修不當，使孔板發(fā)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結果，孔板彎曲產生的最大誤差約為3.5%。
（3）節(jié)流裝置內突出物：節(jié)流裝置中伸入管內的墊片、焊縫等也會使流量測量產生一定的誤差，誤差大小與突出物的位置、孔板與突出物的距離以及突出高度有關。試驗證明，當β=0.7，突出物體位于孔板上游2倍管徑處時，產生的誤差最大；若突出物位于上游孔板處，誤差為16%～50%，若將突出物位于孔板下游時，對計量準確度的影響要小些。
1.2 提高計量準確度途徑
（1）脈動流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動流，它能引起差壓的波動，使記錄曲線變成一個寬帶。①天然氣井若為氣水同產，這些井的計量差壓均發(fā)生波動；②長輸管道或氣田管道積液造成計量差壓波動；③天然氣壓縮機的使用使計量差壓發(fā)生波動；④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動；⑤用戶用氣不均衡，氣量在瞬間發(fā)生急劇變化，供氣調壓閥突然開大或關小也會導致差壓波動。
（2）抑制脈動流的方法。①消除或遠離脈動源：采取控水采氣；采用高效分離器，加強氣水分離；對積存在計量管段、導壓管、流量計高低壓波紋管室中及管道中的凝析液應及時吹掃或清管。②控制計量管段下流閥：實踐證明，控制下流閥對各類脈動源引起的差壓波動都有抑制作用。③加裝緩沖罐：可在測量管段前加裝緩沖罐，可儲存和釋放氣體的能量，有效地平抑各種脈動源引起的差壓波動，也可設置專門的脈動衰減器。④提高差壓和孔徑比β：對于同一條計量管道，若要提高差壓，就要降低孔板直徑，使孔徑比β降低，為了使差壓和孔徑終都提高，必須相應減小計量管管徑。⑤安裝調壓閥：在測量點前入口處加裝調壓閥，穩(wěn)定輸出壓力，可有效地減少脈動現象對計量準確度的影響 來源：熱像儀 http://rengken.cn/product/thermography/
