试论天然气流量计量中高级孔板阀计量特性和误差原因

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1、试论天然气流量计量中高级孔板阀计量特性和误差原因【摘要】本文通过对天然气流量计量的孔板式计量特征、原理和高级孔板阀的安装构造特征的分析，还对高级孔板阀计量天然气流量的软件、硬件两个方面进行了研究，对此提出了一些关于应对高级孔板阀门计量特性与误差原因的一些办法。【关键词】误差天然气流量计量高级孔板阀天然气在我国的储量是非常丰富的，但是产量并不是非常高。从能源的合理利用与环保的方面来看，加快天然气的城市化进程是一个艰巨的任务。作为一种商品，天然气的交易当然也离不开一个非常重要的参数一一商品的量。通过特定的计量方式将天然气折算成等值的货币，以此为标准进入了千家万户。我们国家

2、的天然气计量一般是用体积来表示的，计量的器具也有很多中，包括容积式流量计、速变式流量计等等。然而在流量较大的环境中，都采用标准孔板差压式流量计。1孔板差压式流量计的计量原理差压式流量计在流体流动的节流原理上产生的。流体通过节流元件，会在元件的前端和后端产生压差，这个压差是和流量的平方值成正比关系的，由此就能得出流量了。1.1压差法测定天然气的原理流体经过管道，在节流装置的地方，流束将会局部收缩,把一部分的压能转化成了动能，然后流速变大了，压值却减小了，从而产生了压差。对于一个尺寸型式固定的节流装置来讲，压差是与气体的流量有关的，流量增大，压差也会变大；流量变小，压差也

3、随之变小；流量为零，压差的数值也会为零。所以，压差的大小就能间接的表示出气体流量的大小，得到了压差值，再通过一定的计算就能得到流量值。这种测定流量的方法就是压差法测量气体流量。1.2压差的产生在孔板的前面，连续流动的流体被孔板阻挡。其中在管壁处的流体受到的阻力最大。流速就变小了，动能由此转变成静压能，这种结果是孔板附近处在管壁边上的流体静压能变大。而处在管道最中心处的流体速度最大，静压反而较低,这就在同一截面形成了压力差，这使得流体质点多了一个加速度。这种情况下，关闭附近的流体以角度的方式流入孔板口，局部收缩由此产生。在惯性作用下，流体进过节流装置后仍然按照原来的方向

4、运动，在孔板的出口形成了一个收缩的截面，此处流速最大，压力值最低。此后流束又开始变大，压力值升高，直到流体填充满整个管道，压力值恢复到最大。但此压力值会与原来有一定的差别，差别的大小即为压差。2计量误差的产生孔板流量计在使用过程还存在不少问题，特别会产生计量误差。下面就从硬件方面还有软件方面进行讨论。2.1软件问题形成的误差标准节流装置与不同的二次测量仪表搭配，构成了不同的计算方法。在使用标准孔板流量计测量时，天然气的压差、组分、温度还有压力等都与流量值有关。在测定时没有选择出相配的测量仪表，计算式没有考虑清楚压力温度引起的变化，都能够导致测量的准确度下降，形成计量误

5、差。另外还可能出现实际的运行流量与设定的运行流量不符合。这可能是以下几个方面造成的。(1)一般对节流装置进行设置，都是按照常用流量进行的。如果实际流量与常用流量偏差较大，就会使流出系数产生较大的变化，准确度与可靠度就大大降低了。(2)差压计的可靠度是根据引用误差来计算的。而差压计的误差会引起流量的偏离，流量的偏离又引起雷诺数的变化，这样又会引起流出系数的变化，这些变化集中在一起,就使得实际的运行流量偏离了设定的运行流量。(3)液体、气体还有蒸汽等介质的温度压力变化会引起介质的密度变化，而介质流体的密度改变，最后得出的流量值肯定也不准确。2.2硬件问题形成的误差2.2.

6、1高级孔板阀的问题孔板上小孔的尺寸不符合尺寸要求会对压差值产生影响。尺寸小于标准尺寸，会引起流量增大；而尺寸过小，会使得流量变小。如果平衡阀门的严密性不是很好，泄露出小部分气体在印压管中流动，会使仪表的输出变低。检查方式是将另外两个阀门紧闭，若平衡阀门泄露，输出的数值会慢慢变小，直到为零。若仪表数值不便，则证明平衡阀门的气密性良好。冬季气温过低造成的冻堵也能影响仪器的正常工作，所以在寒冷的冬季运行时，要加强保温伴热。管线布置的偏离等安装问题也会造成误差。不过由于现实环境不能满足直管段的要求等问题，这种误差也是不可避免的。其他还有一些会产生误差的情况。比如孔板变形、孔板

7、被划伤、管道上有杂质、孔板入口处的直角变钝、孔板的厚度不符合标准、取压空被异物堵塞、焊缝变得突出、雷诺数的范围与标准规定不太符合等等。这些问题比较容易发现，只要经常对孔板进行检查，及时更换不合格的零件就能解决。2.2.2压差变送器的问题压差变送器有髙低压两个导管，若接反会导致结果异常。可以采用改变正反作用接片的位置来解决这个问题。变送器的零点不稳定，有漂移现象或者量程偏大的情况也会导致孔板流量计输出的信号降低。为了避免这种情况，应当单独校检变送器，确保仪表的精确度与量程符合要求，并不断改变仪表输入信号，观察显示数值的变化。如果仪表的引压管被堵塞，会造