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孔板流量计在天然气计量中的误差原因分析

发布日期:2021-10-20  
一般情况下,孔板流量计的测量精度可以达到国家标准的要求,但在实际使用中,由于节流装置的设计、制造、安装、使用不符合规范要求,会影响流量测量的准确性。分析了孔板式节流装置的测量原理、安装要求、仪器选用等因素,指出影响其精度的根本因素是节流装置的几何尺寸及流动状态与设计标准有偏差。保证流量计量仪在正常工作状态下运行,可以降低计量误差,保证计量的准确性。气孔板流量计是天然气计量中常用的一种,它由节流装置、导压管、差压计、压力表、温度计等组成。一般情况下,其测量精度可达到国家及石油部标准的要求。但是,在实际工作中,由于节流装置设计、制造、安装、使用不符合规范要求,参数选择不当,用户负荷变化,人工取值不准确等原因,不同程度地影响流量测量的准确性。找出孔板流量计测量误差的原因和解决方法,是关系到准确计量的重要工作。1节流装置1.1孔板制造安装采用孔板流量计时,对孔板加工的技术要求非常严格,必须符合国家标准或部颁标准的规定,否则会给天然气流量测量结果带来误差。(1)孔板偏心:试验表明,孔板偏心造成的测量误差一般在2%以内,孔径比β值越高,偏心率的影响越大,因此,应避免使用β值高的孔板。(2)孔板弯曲:安装或维护不当造成孔板弯曲或变形,造成流量测量误差较大。用法兰取压孔对孔板进行测试,孔板弯曲时,其最大误差是3.5%。(3)节流装置内凸出:节流装置内的衬垫、焊缝处等也会对流量的测量产生一定的误差,其误差大小与突出物的位置、孔板与凸出物之间的距离以及凸出高度有关。实验表明,当β=0.7,突出物位于孔板上游2倍管径处时,所产生的误差最大,如果在上游孔板上,误差为16%~50%,如果凸出物在孔板下游,则对计量精度的影响要小一些。1.2提高计量准确性(1)管径要求:国家标准对计量管长、直管、圆度、内表面粗糙度等均有严格的技术要求。若量筒最小长度达不到标准要求,将导致流量测量结果产生偏差,其大小与孔径比β和雷诺数有关,因此必须在孔板前的直管上安装整流器,以保证测量的准确性。(2)安装要求:孔板的进口端面必须与管子轴线垂直,且偏差不得超过1度。在安装孔面板时要注意管路的方位,禁止倒装,必须符合标准对不同轴度公差的要求。法兰,孔板和压力器之间的密封垫片厚度不能超过0.03D。衬垫的安装不能突入直管段或取压器内腔,不能挡住取压口和造成取压位置变化。新的站场在进行了管道吹扫和运行数天后,再将孔板安装到节流装置上,以避免孔板受到液体、固体杂质的损害或污染。2对仪表选择要正确选择和使用压差计,差压计量程程太大,流量较小,差压计工作在30%以下,会使流量测量的准确度大大下降,当计量流量下降时,要及时更换差压计的量程弹簧或孔板规格,否则差压误差会成倍增加。仪表差压值的选取,不仅要考虑孔径比β值,还要考虑孔板压力损失后的压力能满足生产要求。为了确保测量的准确性,法兰取压β值必须在0.15~0.7之间,从而降低了压力损失。3.波动流动的影响(1)波动的原因。气流速度和压力在管道内突然改变,产生脉动流,从而导致差压波动,使记录曲线变宽。①气水同产时,天然气井的计量差压都会出现波动;②由于长输管道或气田管线中的积液引起计量差压波动;③使用天然气压缩机时,计量差压有波动;④气井间压力干扰引起的差压波动;⑤用户用气不平衡,在瞬时内,气体流量急剧变化,供气调节阀突然开大或小都会引起差压波动。(2)抑制波动的方法。①从脉动源上消除或远离:控水采气,高效分选器,加强气水分离;在计量管段、导压管、流量计和高、低压力波纹管室内和管道内的凝析液应及时进行吹扫或清理。②计量管段下流阀控制:实践证明,控制下流阀能有效地抑制各种脉动源产生的差压波动。③增加缓冲罐体:在测量管段前可增加缓冲罐,能贮存、释放出能量,能有效地平抑各种脉动源造成的差压波动,还可以设置专用的脉动衰减装置。增大压差与孔径比值:对于同一条计量管,要增加差压,就要减小孔板直径,使孔径比β减小,以使压差和孔径终值都提高,必须相应减小计量管径。⑤设置调压阀:在测点前入口设置压力调节阀,稳定输出压力,能有效降低波动现象对计量精度的影响。

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