影响孔板流量计计量准确性因素的研究

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1、影响孔板计量装置计量准确性因素研究采气管理一区影响孔板计量装置计量准确性因素研究项目概况1研究内容2改进措施3效益评估41.项目概况项目开展原因采气管理一区是我厂集输气大区，日集输气量百万以上，共有计量点30个，其中标准孔板流量计用作天然气计量的计量点占全区计量点的80%。因此提高孔板计量的准确性是我区计量工作的重中之重。攻关内容对影响标准孔板计量装置计量准确性的因素进行分析研究，并针如何提高标准孔板流量计计量准确性的问题展开攻关(如图1-1影响标准孔板计量装置计量准确性的因素的因果图)。完成情况通过集体攻关，分

2、析总结出影响标准孔板计量装置计量的各种因素，并根据实际生产情况制定相应对策用以提高标准孔板计量装置计量准确性。1.项目概况影响孔板流量计计量准确性的因素计量人员技术水平人员流动大天然气天然气组分气井气带液输气压力波动涡流气质脏污孔板孔板反装孔板磨损直径比β配套管路（信号引线）漏气、堵塞或者冻堵责任不明确，监督不到位线路老化监护不到位二次仪表设备落后零位漂移计算精度有待提高流量计算软件计量管段内径改变孔板孔径录入错误计量管段锈蚀或脏污可膨胀系数ε的影响天然气密度的影响图1-1影响标准孔板计量装置计量准确性的因素的因

3、果图2.研究内容2.1孔板流量计的测量原理标准孔板计量装置由节流装置、信号引线和二次仪表系统所组成。当天然气流经节流装置时，流束在孔板处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，在孔板前后产生静压力差（差压），气流的流速越快，孔板前后产生的差压也就越大，从而可通过测量差压来衡量天然气流过节流装置的流量大小（如图2-1孔板附近的流速和压力分布图）这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。根据现行石油行业标准GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》，我们可以参照天然气标准体积流

4、量计算公式(公式如下)计算出天然气标准流量：2.研究内容qvn—天然气在标准参比条件下的体积流量，m3/s；Avn—体积流量计量系数，无量纲，秒体积流量m3/s计量系数Avns=3.1794×10-6；C—流出系数，无量纲；E—渐进速度系数，无量纲；d—孔板开孔直径，mm；FG—相对密度系数，无量纲；ε—可膨胀性系数，无量纲；FZ—超压缩系数，无量纲；FT—流动温度系数，无量纲；P1—孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；ΔP—气流流经孔板时产生的差压，Pa。2.研究内容图2-1孔板附近的流速和压力分布图2.研究

5、内容2.2.1气体组分对计量结果的影响2.2.2孔板对计量结果的影响2.2.3配套管路和测量仪表对计量结果的影响2.2.4流量计算软件中各常数对计量结果的影响2.2现场因素分析2.研究内容2.2.1气体组分对计量结果的影响气体组分数据的得出有两种情况。一是有气质监测设备，定时把现场数据采集到计量系统中，适时更新；另一种是由于运行成本及其他原因，气体组分采用异地测量、人工输入的方式。(一)气体组分对计量结果的影响为：如果轻质成分（如甲烷）含量增加，则用气体密度计实测在标准条件下的天然气密度会减小，根据现行石油行业标

6、准GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》中的计算公式算出真实相对密度Gr相应减小，相对密度系数FG则增大，再带入天然气标准体积流量计算公式得出的结果与真实值相比会增大，即发生多计量现象。2.研究内容(二)在日常生产中，气井在产气的同时还带有大量液体，而分离器不能对天然气进行完全气液分离，因此会使天然气中产生雾流或气液混输，这就不可避免影响孔板流量计的计量。根据美国雪佛龙公司和科罗拉多工程试验站的试验研究结果表明：（1）用孔板流量计测量气体流量，当气体中夹带少量液体时，流量测量不确定度偏高，

7、测量的湿气流量随β（直径比）的增加而减少，在β为0.7时，测得的流量偏差为-1.7%；（2）当夹带少量液体时，在β为0.5时表明孔板性能较好，但是应将夹带液体在孔板上游脱出，以获得最佳的计量性能；（3）用旧的孔板流量计测量湿气，流量计量值将降低3%。如果气体中含有液体或污物沉积，则会对计量仪表测得的数值造成影响，从而影响计量精度。2.研究内容（1）孔板反装的影响（3）直径比β的影响（2）孔板磨损的影响2.2.2孔板对计量结果的影响2.研究内容（1）孔板反装的影响：在孔板夹持器中安装孔板时，应注意孔板的安装方向（小

8、进大出），使气体从孔板的上游断面流向孔板的下游断面。根据我厂计量科与大流量站对孔板流量计做的实流实验结果表明，如果孔板装反，计量数据将偏小15%~30%。原因是装设孔板的目的是让气体到孔板处能迅速减压，提高流速然后再迅速恢复，以增大孔板前后的压差，然后根据此压差用伯努利方程来计算流量。如果装反了就不能达到迅速减压的目的，孔板前后压差会减小，而流量与前后压差是成正比的，所以