標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計計量技術(shù)

1、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計計量標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計計量1天然氣流量計量方法我國天然氣計量通常以體積表示，法定單位是立方米。我國規(guī)定天然氣流量測量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是:絕對壓力為0.101325MPa，溫度為23.15℃。天然氣流量計量方法很多，可用的流量儀表也很多，按工作原理大致分為:差壓式流量計、容積式流量計、速度式流量計3種類型。在計量標(biāo)準(zhǔn)方面，目前世界上多數(shù)國家計量標(biāo)準(zhǔn)逐步向IS05167《用孔板測量充滿圓管的流體的流量》靠攏，我國天然氣計量標(biāo)準(zhǔn)也修訂為S

2、YT61431996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計量方法》。2孔板流量計自動計量概況所謂自動計量，就是利用變送器實時檢測天然氣流量計量中所涉及到的溫度、壓力、壓差等參數(shù)，通過計算機中的流量計算軟件，實現(xiàn)整個流量測量環(huán)節(jié)中無人工參與的天然氣流量測量。隨著計量技術(shù)的發(fā)展和計算機運用的普及。實現(xiàn)孔板流量計自動化計量的方案較多，目前主要有以下4種模式。2.1單變量變送器流量計算機(或工控機)利用單變量模擬變送器分別檢測溫度、壓力、差壓，并將檢測到的電

3、信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的420MA模擬信號送人流量計算機(或工控機)的數(shù)據(jù)采集卡，通過AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在流量計算機(或工控機)上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量以及實現(xiàn)其他輔助功能。此方式屬傳統(tǒng)自動計量模式，缺點為采集、傳輸為模擬信號，抗干擾能力較差，由于信號轉(zhuǎn)換等問題計量精度難以提高，而且硬件較復(fù)雜、中間環(huán)節(jié)較多、可靠性較差?？蓴U展為:單變量變送器流量計算機工控機，從而實現(xiàn)流量計算與顯示分開，提高系統(tǒng)的可靠性和可視性。2.2多

4、變量變送器流量計算機(或工控機)利用1臺多變量智能變遞器同時檢測溫度、壓力、差壓等，采用現(xiàn)場總線制，通過數(shù)字信號傳輸，送入流量計算機(或工控機)數(shù)據(jù)采集卡后上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量及實現(xiàn)其他功能。此方式硬件連接簡化了許多，提高了系統(tǒng)的可靠性和測量精度。但由于變送器僅檢測測量信號不進行數(shù)據(jù)處理，因此在校準(zhǔn)時必須和流量計算機一起實行聯(lián)校。采用流量計算機或工控機主要區(qū)別在于流量計算部分。流量計算機是專用的固化軟件實現(xiàn)計

5、算和數(shù)據(jù)存儲，比較穩(wěn)定可靠，可信任度較高工控機上軟件計算一般自主開發(fā)，便于軟件升級和系統(tǒng)維護，由于計算量大，特別是多路計量時，可靠性稍微差些。為增加系統(tǒng)的可靠性和操作界面直觀化，這種方式也可擴展為:多變量變送器流量計算機工控機，即流量計算機中實現(xiàn)流量計算，工控機上實現(xiàn)顯示。2.3多變量智能變送器工控機此方式與模式2比較，主要區(qū)別是變送器內(nèi)固化了流量處理軟件，使得變送器可以就地顯示瞬時測量參數(shù)和計算瞬時流量，并通過數(shù)字信號傳輸，送入工控機

6、顯示和實現(xiàn)其他輸助功能。所測量的流量值必須在工控機上進行二次處理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的累積和存儲功能。采用這種方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進一步簡化，變送器可單校也可聯(lián)校，易于維護。但由于在工控機內(nèi)實現(xiàn)流量的累積和存儲，可靠性較差，易造成數(shù)據(jù)丟失。2.4一體化智能儀表工控機主要利用一體化智能儀表實現(xiàn)了變送器與流量計算機的一體化。不僅自帶數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)瞬時參數(shù)及流量的顯示，以及累積流量和歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)而且在儀表的運行方面，采取了多種電源保障方式:內(nèi)電池組、太陽能

7、和外接電源等，實現(xiàn)了在無電力供應(yīng)情況下，可以異常數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)并參與累積計算，造成計量數(shù)據(jù)的混亂。4.2節(jié)流裝置帶來的誤差首先，孔板流量計在流體較為干凈、流經(jīng)節(jié)流裝置前直管段比較理想(遠(yuǎn)大于10倍圓管直徑)、流體處于紊流狀態(tài)(雷諾數(shù)大于4000)時，其準(zhǔn)確度可達0.75級。但由于氣質(zhì)、計量直管段沒有達到要求，孔板產(chǎn)生誤差的因素有:孔板人口銳角損傷液體及固體污物堆積在孔板表面，使孔板表面粗糙度改變，大大增加測量誤差。根據(jù)對現(xiàn)場使用過的孔板所

8、作測量統(tǒng)計，孔板在剛開始投用時，準(zhǔn)確度可達1%，連續(xù)運行3月后，其測量準(zhǔn)確度僅達到3%甚至更低。其次，量程比的問題。量程比(3:1)是孔板流量計最大的缺憾。盡管現(xiàn)在已有寬量程比的變送器，但在對于瞬間流量變化范圍很大，流量低于最大流量的30%時，由于節(jié)流式測量方法原因，計量的精度將大幅度降低。因此，為了提高量程比，可以考慮利用變送器寬量程的特點，運用軟件的方式實現(xiàn)量程的自動調(diào)整(軟維護)，從而擴大量程比，提高測量的有效范圍，保證計量的準(zhǔn)確

9、性。4.3操作界面和過程數(shù)據(jù)的利用問題由于天然氣輸送的連續(xù)性、動態(tài)性、瞬間的不確定性以及不可再現(xiàn)等特點，實時地進行數(shù)據(jù)分析，對數(shù)據(jù)形成的全過程進行有效的監(jiān)控和保存，有利于數(shù)據(jù)異常的分析和控制，是數(shù)據(jù)管理中重要的一環(huán)。目前的自動計量系統(tǒng)在此方面有所考慮，但過程數(shù)據(jù)的應(yīng)用、分析、界面功能尚不完全，還有待于完善。4.4現(xiàn)場變送器的誤差現(xiàn)場壓力、并壓變送器本身能達到的準(zhǔn)確度是實現(xiàn)整個計量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)。因此，要保證差壓變送器、溫度傳感器、壓力

10、傳感器的本身準(zhǔn)確度為A級，即時進行檢定，保證其準(zhǔn)確度。5結(jié)論在采用孔板流量計測量天然氣流量時，如對孔板流量計的一次裝置(孔板節(jié)流裝置)和二次儀表(差壓、靜壓、溫度、天然氣物性參數(shù)計量器具等)配套儀表的選擇、設(shè)計、安裝、使用都嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，并在受控狀態(tài)下使用時，其流量測量準(zhǔn)確度是可以控制在1%～1.5%范圍內(nèi)的。根據(jù)實際應(yīng)用情況，就提高計量準(zhǔn)確度提出以下控制方法及建議。5.1氣流中存在脈動流的改善措施在天然氣計量中由于各種原因使天

11、然氣脈動，可以采取以下措施減小脈動流的影響。(1)在滿足計量能力的條件下，應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的測量管，使Δp、β在比較高的雷諾數(shù)下運行。(2)采用短引壓管線，盡量減少引壓管線系統(tǒng)中的阻力件，并使上下游管段相等，以減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動振幅的增加。(3)采用自動清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來降低管線中積液引起的脈動。為使天然氣流量計量達到具有最佳的計量性能，應(yīng)將天然氣中的水分徹底脫出。5.2孔板節(jié)流裝里必須符合標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)安裝