孔板计量天然气流量产生误差的原因分析.pdf

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1、精品文档孔板计量天然气流量产生误差的原因分析注：要结合我们的生产实际情况和计量标准6143-1998进行分析方爱国（吐哈油田丘东采油厂）摘要文章主要对在天然气计量中使用最广泛的孔板流量计在流量计量时产生误差的一些原因进行了分析。主题词天然气流量计量孔板流量计误差一、前言孔板流量计在天然气计量方面被最广泛的采用。孔板流量测量系统一般由节流装置（标准孔板）、差压变送器及数据处理器（开方积算器或计算机）组成。孔板流量计的主要特点：优点：（1）适用于较大口径管道的计量（目前口径大于DN600的流量计一般只能选用孔板）。（2）无可动部件，耐用。（3）应用历史悠久，标准规定最全。（4

2、）制造相对容易，价格便宜。缺点：（1）测量范围（量程比）窄，为3：1，且合理使用的流量是满量程的30%～80%。（2）压力损失最大，可达25%～50%。（3）计量准确度受安装条件影响很大。（4）前后直管段要求长，占地面积大。（5）计量准确度受人为因素影响大。（6）不能直接读出计量结果，使用不便。为了提高孔板流量计在天然气计量的准确度，分析和掌握测量装置本身在使用过程中产生误差的原因是计量工作中必不可少的一项重要工作。二、测量原理充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图1所示：1欢迎下载。精品文档图1.孔板附近的流速和压力分布流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加

3、，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。以伯努利方程式和流体流动的连续性方程式为依据，天然气流量计量的实用公式是：Q=A*α*γ*b*F*ε*d2*F*F*F*F*p1*hwnh0rekrgazt式中Q——标准状态下气体体积流量nA——常数，视差压、静压的单位而定，一般为8.6856

4、hα——特定流量系数0γ——测量管内壁流量修正系数reb——孔板入口边缘锐利度修正系数kF——雷诺数修正系数rε——气体膨胀系数d——孔板在20℃下实测的开孔口径F——孔板热膨胀修正系数aF——天然气相对密度修正系数gF——超压缩系数zF——流体流动温度修正系数tp1——孔板上游侧绝对压力hw——气体流过孔板时的差压三、误差因素分析1、基本误差2。欢迎下载精品文档由测量装置本身准确度所决定的误差。由于孔板流量计测得的流量是根据差压信号间接求得的。从公式可以看出，影响测量准确度的主要因素是α、F、ε等值。必须保持α、F、ε均为恒定值，才能达到差压和流量之间有恒定的对应关系。

5、但在实际生产中，α、F、ε都与某些因素有关，特别是流量系数α，它是一个影响因素复杂，变化范围大的重要系数，如果在测量过程中不能保证α为恒定值，则测量误差将会较大。从资料和实验证明，流量系数α值与取压点位置、孔板的开孔截面积和管道截面积比（m=d2/D2）、雷诺数、管壁粗糙度、孔板入口边缘尖锐度有关。所以，标准孔板的选用应符合下列技术要求：（1）标准孔板的技术要求1）孔板相对于开孔直径d的轴线中心对称；2）孔板上游端面A应于下游端面B平行，并且与开孔直径d的轴线垂直；3）孔板A面、B面应无可见的损伤；4）孔板开孔直径d的上游测直角入口边缘G应锐利，无毛刺和划痕。5）孔板开孔

6、直径d的内圆柱表面长度e应符合：0.005D≤e≤0.02D；6）孔板的厚度应符合：e≤F≤0.005D；7）孔板下游侧出口边缘H和孔板开孔圆柱形下游侧出口边缘I应无毛刺、划痕和可见损伤；8）标准孔板在使用过程中，会由于天然气的侵蚀而产生变形，从而引起流量系数增大而产生测量误差。因此孔板的材质也是保证孔板工作可靠和测量准确的一个因素。用于天然气测量的孔板采制一般为：Cr17、1Cr18Ni9TiC以及其他耐酸钢。整套流量计的精确度还决定于差压变送器和流量显示仪的精确度。但是当其他参数的精确度不高时采用高精度差压变送器并不能起多大作用。流量显示仪的作用主要在监视运行参数的稳

7、定性等方面，它的数据转换精度一般是无问题的。因此，要提高测量的精确度应有一个全面估计，这样才能作出技术经济性最佳方案的选择。差压仪表本身的精度也是造成基本误差的原因。如果差压仪表的零点漂移，会使测量结果与实际值相差较大。2、附加误差在流量计的安装和使用过程中，没有严格遵守技术要求和设计所提供的数据而找成的误差。这种误差的大小是无法估计的。但是通过对造成误差因素的分析，可以将误差降低。孔板流量测量系统安装使用时，必须符合下列技术要求：1）孔板安装时，他的开孔中心和管道中心轴线同心，而且它的端面与管道轴线垂直；2）孔板上、下游侧取