0 引言
天tian然ran氣qi計ji量liang是shi一yi種zhong動dong態tai的de間jian接jie的de多duo參can數shu的de綜zong合he計ji量liang,在zai整zheng個ge流liu量liang計ji量liang領ling域yu中zhong難nan度du非fei常chang大da,影ying響xiang因yin素su多duo。國guo內nei天tian然ran氣qi貿mao易yi交jiao接jie結jie算suan選xuan用yong的de流liu量liang計ji有you很hen多duo種zhong,而er采cai用yong標biao準zhun孔板流量計計量是廣泛方式。由於孔板計量方式結構簡單牢固、使用期限長、可在線更換檢修、計量精度比較高,成為天然氣貿易交接結算重要的計量方式,在油氣田均有廣泛應用。
1 配氣站計量現狀
天然氣配氣站擔負著城鎮居民天然氣流量調配及輸配任務,在用氣高峰和低峰需要根據流量進行調配,滿足工業及居民用氣。
結(jie)合(he)天(tian)然(ran)氣(qi)配(pei)氣(qi)隊(dui)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang),提(ti)高(gao)天(tian)然(ran)氣(qi)計(ji)量(liang)準(zhun)確(que)度(du)減(jian)少(shao)貿(mao)易(yi)摩(mo)擦(ca),勝(sheng)利(li)油(you)田(tian)配(pei)氣(qi)站(zhan)天(tian)然(ran)氣(qi)計(ji)量(liang)大(da)部(bu)分(fen)采(cai)用(yong)孔(kong)板(ban)流(liu)量(liang)計(ji)。配(pei)氣(qi)隊(dui)天(tian)然(ran)氣(qi)計(ji)量(liang)實(shi)現(xian)了(le)溫(wen)度(du)、壓力、流量等現場數據的自動采集與處理、顯示和報表的打印,實現了遠程的實時監控、實時數據傳輸,達到了計量全過程的自動化運行。
高級孔板計量係統由孔板閥、智能差壓變送器、智能壓力變送器、一體化溫度變送器以及流量計算顯示裝置組成,包括硬件和軟件兩部分。其係統結構拓撲圖如圖1所示。

2 孔板流量計的計量誤差分析
天然氣行業標準《用標準孔板流量計測量天然氣流量》(GB/T 21446)規定了標準孔板的技術參數要求、內部結構形式、孔板的取壓方式、流量計使用方法以及計算、buquedingdudeziliao,weitianranqibiaozhunkongbanliuliangjijiliangtigonglebiaozhunyiju。danzaishijiyingyongzhong,youyuxianchangshiyongtiaojianbianhuayinqidewuchahejiliangyibiaobenshenwucha,jingchangshikongbanliuliangjidejingdubunengdadaoyaoqiu。benwenjiehekongbanliuliangjizaipeiqizhanjiaojiejiliangzhongdeyingyongqingkuangcongjibenwuchahefujiawuchaliangfangmianduikongbanliuliangjidejiliangwuchajinxingfenxi,bingtantaojiejuefangfa。
2.1 基本誤差
基本誤差是由計量裝置本身精度所決定的誤差,是不可避免的,一般在 1% ~ 2% 範圍內。為了規範孔板計量,《天然氣計量係統技術要求》(GB/T 18603)對計量係統進行了說明和要求,同時對計量係統儀器儀表精度等級進行了要求。
基地配氣隊孔板計量係統選用的差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器的準確度分別為:0.25%、0.25%、0.5%,符合《天然氣計量係統技術要求》(GB/T 18603)中 B 級係統配套儀表準確度的要求。
2.2 附加誤差
結合現場使用情況,對產生計量附加誤差的原因進行以下分析。
2.2.1 實際運行流量值偏離設計流量值引起的誤差
這是配氣站最常見也是貿易雙方最關心的問題,用氣量具有季節、日和小時的不均衡性,用氣高峰和用氣低峰變化範圍較大,且很難準確的掌握用戶的用氣量,與設計流量值偏差很大。
如(ru)果(guo)用(yong)於(yu)計(ji)算(suan)孔(kong)板(ban)孔(kong)徑(jing)的(de)最(zui)大(da)流(liu)量(liang)與(yu)現(xian)場(chang)實(shi)際(ji)的(de)最(zui)大(da)流(liu)量(liang)偏(pian)離(li)較(jiao)大(da),就(jiu)會(hui)造(zao)成(cheng)計(ji)算(suan)出(chu)來(lai)的(de)孔(kong)板(ban)孔(kong)徑(jing)較(jiao)大(da)偏(pian)差(cha)。存(cun)在(zai)大(da)孔(kong)板(ban)測(ce)小(xiao)流(liu)量(liang)的(de)問(wen)題(ti),由(you)於(yu) ΔP 偏小,計量精度大大降低。
2.2.2 節流裝置產生的誤差
1)孔板裝反引起測量誤差。在孔板閥中安裝孔板時,應保證孔板的安裝方向正確,天然氣從孔板的上端麵流向下端麵。表3為廬配供總配氣量與總配外供氣量的對比,正常情況下廬配供總配氣量應大於總配外供氣量,如表2中4.4日至4.6日數據。4.6日廬配至總配線孔板裝反,導致4.7日廬配供總配氣量小於總配外供氣量,引起較大誤差。

2)孔kong板ban孔kong徑jing尺chi寸cun測ce量liang不bu準zhun確que引yin起qi測ce量liang誤wu差cha。在zai實shi際ji使shi用yong中zhong由you於yu條tiao件jian限xian製zhi,不bu能neng及ji時shi送song到dao檢jian定ding部bu門men進jin行xing檢jian定ding,而er是shi用yong遊you標biao卡ka尺chi在zai現xian場chang測ce量liang。一yi方fang麵mian存cun在zai目mu測ce誤wu差cha,另ling一yi方fang麵mian由you於yu沒mei有you在zai標biao準zhun狀zhuang況kuang下xia進jin行xing計ji量liang標biao定ding,當dang現xian場chang環huan境jing及ji測ce量liang介jie質zhi溫wen度du較jiao高gao時shi,測ce量liang孔kong板ban的de孔kong徑jing值zhi將jiang偏pian高gao,造zao成cheng計ji量liang值zhi比bi實shi際ji值zhi偏pian高gao。如ru果guo孔kong板ban厚hou度du不bu符fu合he標biao準zhun、上下遊直管段長度不夠、計量裝置安裝不當都能引起測量誤差。
3)氣體的衝刷和腐蝕引起測量誤差。天然氣從地層采出來,雖經分離、過濾,因其所含成分十分複雜,且成分經常變化,從單井采氣計量、集ji氣qi計ji量liang到dao配pei氣qi計ji量liang,氣qi質zhi組zu成cheng都dou各ge不bu相xiang同tong,因yin而er流liu量liang計ji在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong宜yi受shou測ce量liang介jie質zhi天tian然ran氣qi的de衝chong刷shua和he腐fu蝕shi,對dui孔kong板ban和he直zhi管guan段duan的de衝chong刷shua腐fu蝕shi尤you為wei嚴yan重zhong。這zhe將jiang影ying響xiang到dao孔kong板ban直zhi角jiao入ru口kou邊bian緣yuan圓yuan弧hu半ban徑jing和he直zhi管guan段duan內nei表biao麵mian粗cu糙cao度du,使shi得de流liu出chu係xi數shu發fa生sheng變bian化hua,測ce量liang的de不bu確que定ding度du超chao出chu預yu期qi值zhi[2]。
2.2.3 差壓變送器引起的誤差
在現場環境條件下,孔板流量計裝置與差壓變送器之間連接的導壓管線容易發生腐蝕、堵塞、冰凍等,是孔板流量計薄弱環節和使用維護的重點。
1)差壓變送器零點容易漂移,造成靜壓、差壓值失真,造成計算氣量比實際氣量偏差較大。
2)差壓變送器的閥組和導壓管易生鏽泄漏、堵塞。高壓側和低壓側的連接件漏氣或堵塞,都會引起較大的計量偏差。
氣站檢修期間,天然氣內含有固體懸浮顆粒和油汙引起廬配至總配線的下遊導壓管堵塞,導致廬配至總配線計量數據偏大。
2.2.4 天然氣組分變化引起的誤差
天tian然ran氣qi從cong單dan井jing到dao集ji氣qi站zhan和he配pei氣qi站zhan,氣qi質zhi組zu分fen各ge不bu相xiang同tong,因yin此ci流liu量liang值zhi也ye不bu同tong。一yi方fang麵mian,由you於yu氣qi體ti組zu分fen的de變bian化hua引yin起qi天tian然ran氣qi相xiang對dui密mi度du的de變bian化hua,天tian然ran氣qi流liu量liang值zhi與yu相xiang對dui密mi度du倒dao數shu的de平ping方fang根gen成cheng正zheng比bi例li變bian化hua。另ling一yi方fang麵mian,天tian然ran氣qi組zu分fen的de變bian化hua影ying響xiang壓ya縮suo因yin子zi Z dejisuan,zaochengyasuoyinzidefujiawucha,eryasuoyinzizhijieyingxianggongkuangliuliangzhuanhuaweitongyibiaozhunxiadeqitiliuliang。youcikejiantianranqizufenbianhuaduijiliangdeyingxianghenda。
2015 年 5 月yue份fen對dui廬lu配pei交jiao接jie處chu的de天tian然ran氣qi組zu分fen重zhong新xin進jin行xing了le取qu樣yang分fen析xi,取qu樣yang分fen析xi前qian後hou各ge組zu分fen含han量liang發fa生sheng變bian化hua。由you相xiang對dui密mi度du計ji算suan公gong式shi可ke知zhi取qu樣yang分fen析xi前qian後hou的de相xiang對dui密mi度du分fen別bie為wei 0.6495、0.6425,即取樣分析前後天然氣相對密度變化了 1%。
3 提高孔板流量計計量精度的措施
孔板流量計計量精度與孔板、管道條件、安裝質量等諸多因素有關,為提高流量計量準確度,可采取以下措施。
3.1 孔板流量計的製造和組裝
孔板的直徑、厚度、斜角、流量計的外形、粗糙度等均應滿足 GB/T 2624.2 的要求。流量計製造和組裝需符合GB/T 21446 及 API MPMS 14.3.3 的要求。孔板的密封墊圈應采用耐腐蝕、抗老化、manzushusongjiezhiwendudecailiao,zaizuzhuangshiyingbaozhengrenhediandoubuhuituruguandao,qiebuyingxiangliuliangdejiliangjingdu。kongbanpianyudaobanzhijian,shangxiaqiangzhijianyingyoulianghaomifeng。
孔kong板ban流liu量liang計ji製zhi造zao是shi需xu要yao設she置zhi排pai汙wu閥fa和he放fang空kong閥fa,排pai放fang應ying彙hui總zong為wei一yi個ge總zong放fang空kong接jie口kou,統tong一yi排pai放fang。孔kong板ban流liu量liang計ji的de直zhi管guan段duan要yao根gen據ju孔kong板ban前qian後hou端duan工gong藝yi配pei管guan的de形xing式shi來lai確que定ding長chang度du,考kao慮lv一yi定ding的de富fu餘yu係xi數shu,一yi般ban按an前qian 30D 後 15D 來布置[3]。
3.2 合理選擇測量儀表
為了避免“大馬拉小車”或“小馬拉大車”現象產生的誤差,建議嚴格按照 GB/T 18603《天然氣計量係統技術要求》要求選用合適量程儀表。首先要根據輸氣流量,選擇最佳內徑的孔板。智能差壓變送器量程宜在滿量程 10% ~ 90%,智能壓力變送器量程宜在滿量程30%~75%,采選用絕壓量程儀表,精度建議選用0.1%。
3.3 儀表的安裝
孔板流量計應垂直於管道軸線安裝,且與管道同心,偏差應滿足小於 1°。孔板流量計應配套提供機械裝置指示孔板片,用來測試是否安裝在管徑中心[4]。kongbananzhuangzaizaifalanzhijiangudinghou,yunxuziyourepengzhangerbuchanshengniuqubianxing,zaimanzushejiyalideqingkuangxia,youyuqitazuoyonglihuochayayinqidedanxingxingbian、塑性扭曲都不應超過直線斜度的 1%。孔板上下遊取壓孔的直徑相同,建議直徑應小於13mm;取壓孔中心線應平行於地麵、且與管道中心線垂直相交,偏差不應大於 3°。
3.4 加強計量管理維護、健全計量規章製度
加強計量裝置的日常管理維護,如定期對壓力儀表進行計量標定,發現有異常或損壞情況,應及時進行維修;冬季氣溫下降,易發生凍堵,需增加排汙次數,給差壓變送器加裝保溫設備;加強節孔板流量計的排汙和清洗檢查等等[5]。健全計量規章製度,如定期維護、周期送檢等。嚴格管理,做到計量裝置有記錄,操作有規程,使用有製度,維修有周期。
3.5 加強業務培訓、提高技術人員素質
加強現場操作員的業務培訓,提高操作員的技術水平和解決問題的能力,更好的做好流量計地檢修、維護、保養工作。
4 結束語
孔板流量計在油田已經應用多年 , 起(qi)到(dao)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。同(tong)時(shi)還(hai)能(neng)改(gai)善(shan)勞(lao)動(dong)條(tiao)件(jian),節(jie)省(sheng)人(ren)力(li),提(ti)高(gao)天(tian)然(ran)氣(qi)調(tiao)配(pei)水(shui)平(ping)和(he)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv),降(jiang)低(di)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。孔(kong)板(ban)流(liu)量(liang)計(ji)在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong)將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)優(you)化(hua)和(he)完(wan)善(shan)、降低誤差,提高計量準確性
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