孔板流量計計量中存在的問題
孔板流量計的主要特點為結構易于復制, 簡單牢固, 性能穩定可靠, 使用期限長, 價格低廉等。整套流量計由節流裝置, 差壓變送器和流量顯示儀( 或流量計算機) 組成。它們可以分別由不同廠家生產, 易于形成規模生產, 各部分組合非常靈活。對于孔板流量計, 節流裝置與差壓變送器及其連接部分引壓管線是使用維護的重點。..天然氣流量的標準孔板計量方法.. ( SY/ 6143 .. 1996) 中指出, 天然氣從地層中開采出來, 雖經過凈化, 因其所含成分復雜, 從單井計算, 集氣計量到配氣計量, 氣體組分各不相同, 所以節流裝置在使用中所受到的腐蝕也各不相同。特別對孔板直角入口邊緣和測量管內壁的沖刷、腐蝕尤為嚴重, 這將影響孔板直角入口邊緣圓弧半徑r 和測量管內壁的相對粗糙度k / d 的規定標準, 同時流出系數c 將發生變化, 流量測量不確定度超出估計數。
被測流體特性的影響
天然氣的性質, 會隨著外界環境溫度的變化而發生變化, 從而影響流量計的測量精確度。對于天然氣的測量, 必須首先確定天然氣的工作溫度和壓力, 因為外界溫度的變化, 會使天然氣本身的壓力和溫度也發生變化, 都有可能造成過大的密度變化和壓縮系數變化。低密度氣體對某些測量方法呈現困難, 此時就要改變所選擇的測量方法, 或者作溫度和( 或) 壓力修正, 以保證測量準確度。因此在評估流量計的適應性時, 要掌握氣體的溫度.. 粘度特性。在礦場計量中或測量含有雜質的天然氣時, 雜質會腐蝕儀表接觸件, 使接觸表面結垢或析出結晶, 這將減少活動部件間隙, 從而改變流量計使用性能參數, 降低敏感元件的靈敏度或測量性能, 影響計量準確度。對于油田濕氣, 溫度降低時有水凝結; 分離不凈的濕氣屬于臟污介質; 間斷計量, 將有油、水沉積在管線內: 它們屬于多組分流動, 計量時應謹慎對待[ 1]。經驗表明, 單相通用流量儀表用于多組分或多相流體, 測量性能會改變。單相流動的氣體有時也會呈現出雙相, 儀表就可能不適應。測量氣液雙相流體時盡可能采用分離后分相測量, 以保證最小測量不確定度, 然而對于有些場合這種方法不切實可行或不符合要求。
儀表性能的影響
孔板流量計本身引起的誤差主要有: 孔板入口直角銳利度; 管徑尺寸與計算不符; 孔板厚度誤差; 節流件附件產生臺階、偏心; 孔板上游端面平度; 環室尺寸產生臺階、偏心; 取壓位置; 焊接、焊縫突出; 取壓孔加工不規范或堵塞; 節流件不同軸度等等。這些因素都有可能影響孔板的重復性。而精確度除取決于重復性外, 還與量值標定系統有關。在實際應用中, 儀表優良的重復性被許多因素包括流體粘度、密度等的變化所干擾, 都會影響測量準確度。若儀表輸出特性是非線性的, 則這種影響更為突出。大部分流量儀表的非線性誤差不列出單獨指標, 而包含在基本誤差內。然而對于寬流量范圍, 脈沖輸出用作總量積算的儀表, 線性度是一個重要指標, 使有可能在流量范圍內用同一個儀表常數, 線性度差就要降低儀表精確度。在脈動流動場所, 應注意儀表對流動階躍變化的響應。有些使用場所要求儀表輸出跟隨流動變化, 而另一些為獲得綜合平均只要求有較慢響應的輸出。瞬態響應常以時間常數或響應頻率表示, 其值前者從幾毫秒到幾秒, 后者在數百赫茲以下, 配用顯示儀表可能相當大地延長響應時間。Red medloc 認為儀表的流量上升和下降動態響應不對稱會急劇增加測量誤差。
流量計安裝的影響
管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的。天然氣流量計在安裝時首先應考慮管道的布置和天然氣的流動方向, 有些雖然是能雙向工作的儀表, 在安裝時也要考慮正向和反向之間測量性能是否存在差異。并且許多現場不能滿足孔板流量計直管段要求的長度。大部分流量計儀表或多或少會受進口流動狀況的影響, 因而必須保證良好流動狀況。輸送管道上
安裝的定排量泵、往復式壓縮機、振蕩著的閥等都是常見的脈動源, 上游管道布置阻流件會引起流動擾動, 另外管道直徑上和方向上的急劇改變等, 都會產生脈動。因此應考慮在儀表前后管道安裝支撐件。雖然脈動緩沖器可清除或減小泵或壓縮機的影響, 然而流量計還是盡可能避開振動或振動源為好[ 2] 。流量計的信號輸出顯示有流量、總量、平均流速、點流速幾種, 亦可分為模擬量和脈沖量。目前大部分儀表系統, 在儀表上或其附近結合著電子設備。儀表( 設備) 的輸出信號容易受大功率電源影響, 大功率電源不僅會使儀表輸出脈沖波動, 還會影響儀表工作性能。因此電氣連接應有抗雜散電平干擾的能力, 并且信號電纜應盡可能遠離電力電纜和電力源, 將電磁干擾和射頻干擾降至水平。另外流量計的安裝除了考慮以上的幾點因素, 有時安裝還取決于流體物性。
環境條件方面的影響
雖然流量計正確安裝能正常使用, 但使用環境條件等發生了改變, 也會改變流量計測量結果。例如: 環境或介質溫度的急劇變化引起濕度方面的問題。儀表的電子部件和某些儀表流量檢測部分亦會受環境溫度變化影響。同時影響孔板流量計計量的因素還有氣體雷諾數范圍不符合標準規定, 管道粗糙度影響, 管道粗糙度增加, 管道粗糙度變化不定等等。
