天然氣流量計量已經成為天然氣工業生產發展的重要組成部分 ,在企業生產和經營管理中, 流量計量是一項日常進行的重要的技術基礎工作。流量計量既是天然氣供需雙方貿易結算的依據 ,又是生產部門采輸和衡量天然氣用氣效率的主要技術指標。天然氣的準確計量不但能實現公平的貿易結算, 而且能為改進生產工藝, 提高產品質量 ,降低產品生產成本, 確保安全生產等提供依據 , 提高經濟效益和社會效益。目前國內天然氣輸送貿易結算流量計有許多種, 而標準孔板計量是***廣泛的采用的計量方式。如何識別、消除或減少孔板計量誤差, 提高孔板計量的準確度是我們計量工作的重點。
 

2、孔板計量的測量原理：

2.1、計量原理：

  天然氣流經節流裝置時, 流速將在孔板處形成局部收縮, 從而使流速增加, 靜壓力降低 , 于是在孔板前后便產生了壓差, 氣流的流速愈大 , 孔板前后產生的壓差愈大,從而通過測量壓差來衡量天然氣流過節流裝置的流量大小。這種測量流量方法是以流動連續性方程(質量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的。

3 、孔板計量誤差的識別與對策：

  誤差指的是測量結果與被測量真值(約定真值)的差異,要準確識別孔板計量誤差, 首先需要清楚孔板計量誤數;E —漸進速度系數 ;d —孔板開孔直徑 ,單位為毫米 ;

  根據標準規定的上下游***短直管段長度 , 檢查孔板計量系統是否存在孔板閥上下游直管段長度不夠的現象 ,若存在則需要對計量系統進行改造,在孔板閥前加裝流動調整器 ,以符合計量標準的要求。
  (2)導壓管路。它是孔板流量計的薄弱環節, 據統計孔板流假信號等等, 約占全部故障率的 70 %。要消除差壓信號管路帶來的系統誤差主要從三方面入手, 一是導壓管應垂直或傾斜敷設 ,起傾斜度不小于 1∶12 ,粘度高的流體 , 其傾斜度應更增大。二是正負導壓管應盡量靠近敷設 , 防止兩管子溫度不同使信號失真。三是嚴寒地區導壓管應加防凍保護 ,用電或蒸汽加熱保溫, 要防止過熱 ,導壓管中流體汽化會產生假差壓。四是導壓管的長度和內徑 應按表 2 規定選用。

			表 1		孔板(不配流動調整器)上下游***短直管段長度(以管徑 D 倍數表示)
							上游直管段
	單個 90°	在同一						單個 45°
			在同一		在垂直	在垂直		彎頭在
	彎頭兩	平面上							漸縮管	漸擴管			溫度計			下
直			平面上		平面上	平面上		同一平						其它任
	個 90°	的兩個					單個		在2 D ～	0.5D ～ D	球閥全	對稱驟	套管或			游
徑
			的兩個		的兩個	的兩個		面上的						何阻流		直
比	彎頭在	90°彎					90°		D 超過	, 超過	開或閘	縮異徑	插孔直
			90°彎		90°彎	90°彎		兩個 45°						件(所		管
β
	任意平	頭(30D	頭(10 D	頭,(30D		頭,(5D	三通	彎頭,  1.5D ～ 3D  D ～ 2D			閥全開	管	徑小于	有種類)		段
	面(L >	≥L	≥L)  ≥L ≥5 D) >L)					S 形狀	的長度	的長度			0.03D
	30D)	>10D)
							(L >2D)
0.20	6	10	10		19	34	9	7	5	6	12	30	5	70		4
0.40	16	10	10		44	50	9	30	5	12	12	30	5	145		6
0.50	22	18	22		44	75	19	30	8	20	12	30	5	145		6
0.60	42	30	42		44	65	29	30	9	26	14	30	5	145		7
0.67	44	44	44		44	60	36	44	12	28	18	30	5	145		7
0.75	44	44	44		44	75	44	44	13	36	24	30	5	145		8

表2	導壓管的長度和內徑表
導壓管長度/ mm	<16000	16000 ～ 45000	45000 ～ 90000
導壓管直徑/ mm	7 ～ 9	10	13

(3)直管段粗糙度增加導致系統誤差。由于天然氣含有少量腐蝕氣體和雜質 ,這將對管道內壁產生一定的腐蝕, 時間一長 ,管道粗糙度將增加。要消除直管段粗糙度增加導致系統誤差的方法一是定期對直管段進行清洗,二是若直管段內壁腐蝕太厲害 ,就需更換直管段, 三是增加直管段粗糙度修正系數減少誤差。
(4)儀表自身誤差 。測量壓力 、差壓 、溫度等計量儀表以及孔板本身都具有一定誤差, 要減少儀表自身帶來的計量誤差可以從以下幾個方面入手 :一是選用儀表要綜合考慮儀表性能、流體特性、安裝條件、環境條件和經濟五個方面的因素正確選取合適的計量儀表。二是儀表量程選用合適 ,差壓儀表量程宜在滿量程 10 %～ 90 %, 壓力儀表量程宜在滿量程 30 %～ 75 %,溫度測量儀表量程宜在滿量程 30 %～ 70 %。根據輸氣流量選擇合適內徑的標準孔板。三是在使用過程中必須定期做好計量儀表的校檢、維護工作 ,對于實際使用中的壓力、溫度、流量等工況參數的變化, 應進行及時修正。
 
3.3、從“料”入手,識別天然氣實際物理性質的不確定度因素帶來的計量誤差
(1)多相、非牛頓流體帶來的計量誤差。標準 SY/T6143 -2004 要求流經流量計的流體必須是均勻單相的牛頓流體。但是實際輸送的天然氣不能完全滿足條件。美國雪佛龍公司和科羅拉多工程試驗站的試驗研究結果表明:用孔板流量計測量氣體流量, 當氣體中夾帶少量液體時 ,流量測量不確定度偏高 ,測量的濕氣流量隨 β 的增加而減少 ,在β 比為 0.7 時, 測得的流量偏差為 -1.7 %。要消除多相、非牛頓流體帶來的計量誤差 ,需要對天然氣進行分離過濾后再進行計量。