標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)是一種非常成熟的流量計(jì)，在多年的試驗(yàn)和使用過(guò)程中積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，以其耐高壓，安裝使用維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)天然氣計(jì)量中占有主導(dǎo)地位。本文就孔板流量計(jì)的在應(yīng)用中誤差來(lái)源加以識(shí)別，分析了誤差產(chǎn)生原因，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出了控制措施。

天然氣交接計(jì)量中孔板流量計(jì)廣泛應(yīng)用，在天然氣計(jì)量中占有主導(dǎo)地位，其***主要的優(yōu)點(diǎn)是耐高壓，安裝使用維護(hù)方便，對(duì)介質(zhì)潔凈程度的要求也不高，可與電子儀表和機(jī)械儀表單獨(dú)配套，是一種非常成熟的流量計(jì)。但是，由于組成測(cè)量系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)較多，影響孔板計(jì)量準(zhǔn)確度的因素很多，現(xiàn)就孔板流量計(jì)的誤差來(lái)源加以分析，并針對(duì)誤差來(lái)源，在實(shí)際應(yīng)用中采取相應(yīng)措施，以提高計(jì)量準(zhǔn)確度。

1.孔板流量計(jì)的原理

標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)由截流裝置，信號(hào)引線和二次儀表系統(tǒng)組成。其中節(jié)流裝置是使管道中流體產(chǎn)生靜壓力差的裝置，主要由標(biāo)準(zhǔn)孔板，取壓裝置和上下游直管段組成。其原理是充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣依據(jù)壓差來(lái)衡量流量的大小。

2.天然氣計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因分析

2.1 統(tǒng)計(jì)量的誤差分析

2.1.1 流出系數(shù)因素影響流出系數(shù)偏離的原因包括：

（1）儀器本身產(chǎn)生的誤差：①孔板入口直角銳利度超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定②管徑尺寸與計(jì)算不符③孔板厚度誤差④節(jié)流件附件產(chǎn)生臺(tái)階、偏心⑤孔板上游端面平度⑥環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺(tái)階、偏心⑦取壓位置⑧焊接、焊縫突出⑨取壓孔加工不規(guī)范或堵塞⑩節(jié)流件不同軸度。

（2）安裝誤差：管線布置的偏離，管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的，其產(chǎn)生的主要原因是現(xiàn)場(chǎng)不能滿足直管段要求的長(zhǎng)度。

（3）使用誤差。①孔板彎曲變形②上游測(cè)量管沉積臟物③上游端面沉積臟物④孔板入口直角邊緣變鈍、破損⑤雷諾數(shù)范圍不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定⑥ 管道粗糙度影響（管道粗糙度增加、管道粗糙度變化）。

2.1.2 可膨脹性系數(shù)

可膨脹性系數(shù)是對(duì)流體通過(guò)節(jié)流件時(shí)密度發(fā)生變化而引起的流出系數(shù)變化的修正，它的誤差由兩部分組成：其一為常用流量下可膨脹性系數(shù)的誤差，即標(biāo)準(zhǔn)確定值的誤差；其二為由于流量變化可膨脹性系數(shù)值將隨之波動(dòng)帶來(lái)的誤差。一般在低靜壓高差壓情況，可膨脹性系數(shù)值有不可忽略的誤差。

2.2 實(shí)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因

（1）測(cè)量管內(nèi)徑、孔板開(kāi)孔直徑誤差產(chǎn)生的原因。對(duì)于這兩方面的數(shù)據(jù)測(cè)定，應(yīng)是一種在嚴(yán)格的檢定條件下（人員、設(shè)備、方法、環(huán)境等符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），認(rèn)真按照有關(guān)檢定規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)新制造的或使用中的孔板及測(cè)量管進(jìn)行檢定時(shí)所允許的測(cè)量不確定度，但由于要考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況條件，因此這種檢定要求忽略了如下一些影響因素：

①未對(duì)測(cè)量管內(nèi)徑、孔板開(kāi)孔直徑實(shí)際工況條件下的溫度修正；

②現(xiàn)場(chǎng)配備的長(zhǎng)度計(jì)量器具往往不能按期送檢，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量人員也未進(jìn)行長(zhǎng)度計(jì)量測(cè)試方面的專業(yè)培訓(xùn)；

③對(duì)在用中的測(cè)量管，幾乎都未考慮腐蝕、變形及積塵附著等對(duì)其實(shí)際內(nèi)徑產(chǎn)生的變化；

④由于測(cè)量管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，部分生產(chǎn)廠家目前只選擇了分別距孔板上、下游端面的兩個(gè)截面進(jìn)行內(nèi)徑測(cè)量，并將平均值刻在銘牌上供用戶參考，一般的標(biāo)準(zhǔn)都要求至少測(cè)量 4 個(gè)截面。

這些因素導(dǎo)致了實(shí)際工況條件下孔板孔徑及測(cè)量管內(nèi)徑的測(cè)量不確定度往往會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。

（2）天然氣流動(dòng)時(shí)上游測(cè)的壓力、差壓、天然氣流動(dòng)的熱力學(xué)溫度誤差產(chǎn)生的原因。這幾個(gè)變量，都屬于二次儀表測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)這些參數(shù)的產(chǎn)生和測(cè)量過(guò)程，誤差產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：①數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。對(duì)于差壓和壓力信號(hào)，正確的取壓孔及引壓管線的制造、安裝及使用是保證獲得真實(shí)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強(qiáng)制造及安裝的規(guī)范化工作才能達(dá)到目的。對(duì)于溫度數(shù)據(jù)而言，是否能夠真實(shí)地反映被測(cè)流體內(nèi)部的溫度是數(shù)據(jù)真實(shí)的關(guān)鍵，主要是感溫元件與氣流的接觸是否良好，包括感溫頭的安裝位置、插入深度、方向以及表面的清潔程度等。②數(shù)據(jù)的測(cè)量與傳遞。儀表選型是否合適，安裝位置是否合理，運(yùn)行是否正常都是數(shù)據(jù)測(cè)量和傳遞過(guò)程中誤差產(chǎn)生的原因。

（3）相對(duì)密度，天然氣壓縮因子誤差產(chǎn)生的原因。相對(duì)密度，天然氣壓縮因子都屬于氣體的物性參數(shù)，天然氣組成分析數(shù)據(jù)是用于物性參數(shù)計(jì)算，并通過(guò)物性參數(shù)間接影響流量計(jì)算結(jié)果。天然氣物性參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確度，取決于天然氣取樣技術(shù)。天然氣取樣技術(shù)是關(guān)系到所取樣品是否有代表性總是不但影響到天然氣組成分析結(jié)果，也影響到物性參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。取樣技術(shù)由三個(gè)因素組成，即取樣點(diǎn)分布、取樣方式和取樣周期。

3.實(shí)際應(yīng)用中的控制措施

加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)設(shè)備的檢查維護(hù)和保養(yǎng)。（1）孔板。檢查內(nèi)容包括：①定期檢定；②上游端面無(wú)可見(jiàn)損傷；③上游邊緣無(wú)卷口，無(wú)毛邊，無(wú)目測(cè)可見(jiàn)的異常現(xiàn)象當(dāng)孔板大于或等于 MM 時(shí)，目測(cè)檢查，將孔板上游端面傾斜，用日光或人工光源射向直角入口邊緣，邊緣無(wú)反射光束；④下游邊緣無(wú)毛刺，劃痕和可見(jiàn)損傷；⑤定期排污和清洗。

（2）氣路。主要檢查從孔板閥到各個(gè)變送器的氣路是否有泄漏、堵塞等現(xiàn)象，氣路中是否有液體存在，主要是引壓管的接頭、三通、針形閥、放空閥以及三閥組等各個(gè)部位。

（3）二次儀表。在保證儀表選型和精度等級(jí)正確的基礎(chǔ)上，定期對(duì)儀表進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。主要包括：①定期檢定；②檢查差壓變送器、壓力變送器的零點(diǎn)。

（4）流量計(jì)算機(jī)。主要是對(duì)流量計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集、參數(shù)設(shè)置及計(jì)算的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢察，主要有以下內(nèi)容：①通道的檢查；②參數(shù)設(shè)置的檢查；③計(jì)算準(zhǔn)確度的檢查。

可通過(guò)一些簡(jiǎn)便實(shí)用的流量計(jì)算軟件在相同條件下的計(jì)算值與流量計(jì)算機(jī)的計(jì)量值進(jìn)行對(duì)比，分別計(jì)算機(jī)組數(shù)據(jù)，觀察結(jié)果是否相近。

4.結(jié)論

孔板流量計(jì)廣泛應(yīng)用于油田天然氣的交接計(jì)量，本文分析了影響孔板流量計(jì)計(jì)量精度的因素，認(rèn)為只有從設(shè)計(jì)、安裝、使用等方面都嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用孔板流量計(jì)計(jì)量天然氣的精準(zhǔn)度將大大提高。