孔板流量计在天然气流量计量中的应用
【摘要】由于历史缘由和本身的特性，孔板流量计在当前天然气计量中占领很大市场。同时，由于自动化技术在孔板流量计计量系统中的应用，使孔板流量计计量系统克制了传统计量过程中人为误差等不利要素，进一步进步了孔板流量计的计量度。
自然气流量计量办法我国自然气计量通常以体积表示，法定单位是立方米。我国规则自然气流量丈量的规范状态是:压力为0.101325MPa，温度为23.15℃。自然气流量计量办法很多，可用的流量仪表也很多，按工作原理大致分为:差压式流量计、容积式流量计、速度式流量计3品种型。在计量规范方面，目前世界上多数国度计量规范逐渐向I S05167《用孔板丈量充溢圆管的流体的流量》靠拢，我国自然气计量规范也修订为SY/T6143－1996《自然气流量的规范孔板计量办法》。
1、实现孔板流量计自动化计量的4种模式：
孔板流量计自动计量概况所谓自动计量，就是利用变送器实时检测天然气流量计量中所涉及到的温度、压力、压差等参数，通过计算机中的流量计算软件，实现整个流量测量环节中无人工参与的天然气流量测量。随着计量技术的发展和计算机运用的普及。实现孔板流量计自动化计量的方案较多，目前主要有以下4种模式。
（1）单变量变送器+流量计算机(或工控机) 利用单变量模拟变送器分别检测温度、压力、差压，并将检测到的电信号转换成规范的4－20M A模仿信号送人流量计算机(或工控机)的数据采集卡，经过A/D转换成数字量，在流量计算机(或工控机)上经过流量计算软件计算出自然气瞬时流量、累积流量以及完成其他辅助功用。此方式属传统自动计量形式，缺陷为采集、传输为模仿信号，抗干扰才能较差，由于信号转换等问题计量精度难以进步，而且硬件较复杂、中间环节较多、牢靠性较差。可扩展为:单变质变送器+流量计算机+工控机，从而完成流量计算与显现分开，进步系统的牢靠性和可视性。
（2）多变质变送器+流量计算机(或工控机) 应用1台多变量智能变递器同时检测温度、压力、差压等，采用现场总线制，经过数字信号传输，送入流量计算机(或工控机)数据采集卡后上经过流量计算软件计算出自然气瞬时流量、累积流量及完成其他功用。为增加系统的牢靠性和操作界面直观化，这种方式也可扩展为:多变质变送器+流量计算机+工控机，即流量计算机中完成流量计算，工控机上完成显现。
（3）多变量智能变送器+工控机此方式与形式2比拟，主要区别是变送器内固化了流量处置软件，使得变送器能够就地显现瞬时丈量参数和计算瞬时流量，并经过数字信号传输，送入工控机显现和完成其他输助功用。所丈量的流量值必需在工控机上停止二次处置，以完成数据的累积和存储功用。采用这种方式，系统构造进一步简化，变送器可单校也可联校，易于维护。但由于在工控机内完成流量的累积和存储，牢靠性较差，易形成数据丧失。
2、自动计量准绳：
自动计量计划选择的准绳由于自然气流量计量是一种间接的、多参数的、动态的、不可再现的丈量，自然气的流量计量是流量丈量中的难点之一。因而，在选择详细计划时，应着重思索系统的牢靠性、性和先进性。普通主要服从以下准绳。
（1）数据的平安性准绳指在非仪表毛病的状况下，计量系统可以提供的计量数据，以完成对自然气管网的有效监控，并保证数据的牢靠性，为企业信息系统完成企业管理、运营、指挥、谐和提供重要根据。计量是信息系统重要的数据源，一旦呈现问题，将给企业带来不可估量的损失。因而，数据源请求、齐全、完好、牢靠。为此在选择计划时，首要问题就是思索计量数据的平安性。由于针对自然气集输企业分散、环境要素恶劣，要充沛思索计算机毛病、电力供给等实践状况，做好预案，防止由此而惹起的数据丧失。
（2）计量回路的独立性准绳主要是为了保证在计量系统呈现问题时，尽量减少毛病的影响面，降低毛病的影响水平，从而维护企业的平安平稳运转和经济效益。
（3）运用操作的简单、牢靠准绳由于自然气集输企业的站、场普通都比拟分散，专业人员相对较少。因而，在选择、设计计划时要充沛思索操作、维护的扼要性，做到简单易用、高牢靠、低维护，从而确保计量系统的长期、稳定运转。
（4）统筹开展的准绳随同自然气贸易的开展对自然气计量的精度和计量方式的请求也越来越高。在选择时要思索自然气计量交接方式的可能改动和实时计量补偿的可能，如在线色谱剖析、实时补偿、能量计量等。假如要在企业信息网络的根底上，树立以企业信息网络为纽带的站控系统，则应思索完成计量系统数据的远程组态。
3、存在的问题：
存在的问题虽然孔板流量计自动计量系统的开展越来越完善，但由于设备、丈量仪表自身的缘由和自动计量技术上的局限性，在进步计量的性和数据处置上，仍存在一些问题。
（1）节流安装带来的误差首先，孔板流量计在流体较为洁净、流经节流安装前直管段比拟理想(远大于10倍圆管直径)、流体处于紊流状态(雷诺数大于4000)时，其度可达0.75级。但由于气质、计量直管段没有到达请求，孔板产生误差的要素有:孔板人口锐角损伤;液体及固体污物堆积在孔板外表，使孔板外表粗糙度改动，大大增加丈量误差。
（2）现场变送器的误差现场压力、并压变送器自身能到达的度是完成整个计量系统度的根底。因而，要保证差压变送器、温度传感器、压力传感器的自身度为A级，即时停止检定，保证其度。
4、结论：
依据实践应用状况，就进步计量度提出以下控制办法及倡议。
（1）孔板节流装里必需契合规范孔板节流安装应依照规范装置设计，依据孔板前阻力件方式配接足够长度的直管段，普通应至少前30D。文23气田在开发初期局部集气站因设计缘由流量计直管段长度为前10D后5D，形成自然气计量输差到达±5%～±8%。剖析缘由后经技术改造，计量管段改为前30D后10D,使计量输差降低到±1.5%。
（2）气流中存在脉动流的改善措施在自然气计量中由于各种缘由使自然气脉动，能够采取以下措施减小脉动流的影响。
1)在满足计量才能的条件下，应选择内径较小的丈量管，使Δ p、β在比拟高的雷诺数下运转。
2)采用短引压管线，尽量减少引压管线系统中的阻力件，并使上下游管段相等，以减少系统中产生谐振和压力脉动振幅的增加。
3)采用自动清管系统或低处装置分液器来降低管线中积液惹起的脉动。为使自然气流量计量到达具有***佳的计量性能，应将自然气中的水分彻底脱出。