1 差壓式流量計量系統(tǒng)的工作原理

    對于測量氣體來講，差壓式天然氣流量計是一類應用zui廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居*。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數(shù)逐漸下降，但目前仍是zui重要的一類流量計。差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中標準孔板產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和標準孔板

與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。差壓式流量計由一次裝置（標準孔板）和二次裝置（差壓變

送器、配電器、控制器和流量計算機）組成。

    孔板天然氣流量計量系統(tǒng)主要由標準孔板、差壓變送器和流量計算機組成，即有硬件和軟件兩部分組成?？装宓淖饔弥饕菤怏w流經(jīng)孔板時使上下游側產(chǎn)生壓力差P1，P2；差壓變送器的作用是將壓差轉換為4―20mA的標準信號；流量計算機主要是根據(jù)SY/T6143-2004標準——《用標準孔板流量計測

量天然氣流量》，以天然氣在標準條件下體積流量計算實用公式qvn=AvnCEd2FGεF2FT（P1△P）為

核心進行編程和組態(tài)，將采集來的所有相關天然氣的工況數(shù)據(jù)進行處理，zui后以標況體積流量顯示

給用戶。

    2 差壓式流量計量系統(tǒng)常見誤差進行分析

    由于計量儀表誤差以及現(xiàn)場使用條件不*符合標準規(guī)定的情況是難免的，其帶來的誤差往往

影響計量貿(mào)易結算。下面就常見的誤差進行分析。

    （1）對用戶的用氣量掌握得不夠準確，即用于計算孔板孔徑的zui大流量和zui小流量偏離用戶

實際的zui大流量和zui小流量較大，這樣造成計算出來的孔板孔徑較大，即而產(chǎn)生誤差。

    現(xiàn)根據(jù)SY/T6143—2004天然氣流量計量方法中的使用公式：qvn=AvnCEd2FGεF2FT（P1△P）？

分析：在壓力、溫度及組分不變的情況下，AvnCEFGεFZFT是常數(shù)，差壓計量程不變，變量是d和△

P。

    大孔板測小流量，△P偏小，這樣使差壓計工作在量程的10%以下，這是不符合SY/T6143—2004

的要求即差壓值宜工作在滿量程的10%～90%范圍內(nèi)。

    （2）孔板的制造和安裝應符合SY/T6143—2004的規(guī)定才能投入使用。孔板在使用過程中受氣

體的沖刷和腐蝕程度不同，特別是對孔板直角入口邊緣和直管段內(nèi)壁的沖刷腐蝕尤為嚴重，這將影

響到孔板直角入口邊緣圓弧半徑rk和直管段內(nèi)表面粗糙度算術平均偏差Ra的標準規(guī)定，流出系數(shù)C

將發(fā)生變化，流量測量的不確定度超過估算值。為了避免這種誤差，更換新孔板和新直管段，若要

繼續(xù)使用可求出rk和Ra，對流出系數(shù)修正后再使用。修正方法為：將原流出系數(shù)C乘上孔板尖銳度

系數(shù)bk和粗糙度系數(shù)rRe或者同時乘bk和rRe，即C′=CbkrRe。

    可以看出修正后的流出系數(shù)比原流出系數(shù)要大，如果不進行修正這樣計算的流量結果qvn偏小

。

    2.3 由于差壓式流量計對現(xiàn)場的安裝要求比較高，所以下面談談一些安裝不當造成的誤差。

    SY/T6143—2004標準規(guī)定差壓變送器與壓力變送器的取壓孔和導壓管分開設置，在保證雙重連

接不導致差壓測量的誤差時，允許將上游靜壓取壓口與差壓變送器的上游取壓口共用。

    如果差壓變送器下游側導壓管的排污閥由于人為操作或者產(chǎn)生泄露，這時P2減小，則△P=P1-

P2增大，根據(jù)公式qvn=AvnCEd2FGεF2FT（P1△P）可以看出zui終的體積流量qvn增大。所以標準要

求閥組應有封記，以防未經(jīng)許可的操作影響整個測量準確度。

    現(xiàn)場惡劣工作條件下，節(jié)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。其產(chǎn)

生誤差的因素主要有：①現(xiàn)場不能滿足直管段要求的長度。②上游測量管沉積臟物。③直管段粗糙

度影響，④節(jié)流件產(chǎn)生臺階、偏心。⑤孔板上游端面平度。⑥取壓位置。焊接、焊縫突出。⑦導壓

管的敷設及防凍。⑧節(jié)流件不同軸度。⑨直管段的圓度和直度。⑩溫度變送器的安裝。

    2.4 流體參數(shù)的變化所帶來的誤差

    天然氣從單井計算，集氣計量到配氣計量，氣體組分各不相同。由于氣體組分的變化引起天然

氣相對密度Gr的變化，終而影響體積流量。目前南氣末站計量系統(tǒng)采用的是直接輸入天然氣組分和

相對密度的方法；假如天然氣的來源發(fā)生變化，則組分就不同，相對密度也不同，所產(chǎn)生的熱量也

是不一樣的。根據(jù)公式FG=（1/Gr）?得知，由于組分的改變導致相對密度Gr變小或變大，那么FG變

大或變小，則qvn變大變小。所以說天然氣的來源改變就要對天然氣的組分進行分析，若不及時糾

正就會產(chǎn)生偏差。

    由于流出系數(shù)C與雷諾數(shù)Re有關。雷諾數(shù)的大小取決于三個參數(shù)，即流體的速度、流束的定型

尺寸以及工作狀態(tài)下的粘度。在雷諾數(shù)較小時，流出系數(shù)的變化較大，因此，在被測流量偏離常用

流量時，會引起附加誤差。為了使這個附加誤差不致太大，對已知β值的節(jié)流裝置，在雷諾數(shù)

較高的區(qū)域內(nèi)使用。

    3 解決天然氣計量問題的幾條途徑

    3.1 加強管理，提高技術人員素質(zhì)

    安裝和使用誤差是在安裝時或長期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕、磨損、沾污等造成的。因此，應

嚴格按技術要求安裝流量計量系統(tǒng)，消除安裝誤差。在使用過程中，操作人員應做好系統(tǒng)的檢修、

維護、保養(yǎng)工作，延長其使用壽命，減小計量誤差。同時，在實際使用中應嚴格執(zhí)行SY/T6143-

2004標準規(guī)范。

    3.2 測量儀表的正確選用

    測量儀表應標準節(jié)流裝置，當流量變化范圍大時要考慮用寬量程智能差變，二次儀表的計

量模型應符合SY/T6143-2004的要求計算FZ能輸入組份，實時計算C值。

    3.3 加強技術人員的培訓

    要求對計量技術人員不定期的進行在外學習、交流，對計量檢定人員可以適當?shù)牟扇?nèi)部培訓

的方式，改善計量隊伍的結構，加強單位*的計量管理，逐步提高計量人員的技術素質(zhì)，對

更好的加強計量監(jiān)督具有重要的意義。因此在天然氣計量的實際應用中要求技術人員應深入研究

SY/T6143-2004的精髓，嚴格按標準規(guī)定安裝、使用、處理數(shù)據(jù)，保證天然氣計量的準確性。

    4 天然氣計量的發(fā)展方向

    引進、消化、吸收近幾年發(fā)展起來的天然氣計量新技術。從國外情況來看，在天然氣貿(mào)易

中能量計量幾乎已全面取代傳統(tǒng)的體積計量，而我國的天然氣計量領域中體積計量仍占統(tǒng)制地位。

為了盡快與接軌，使用單位與各科研究院所聯(lián)合攻關，開展天然氣能量計量的試驗工作，并在

此基礎上完成標準化，SY/T6143-2004標準就完善了質(zhì)量計量和能量計量，在消化引進技術的基礎

上發(fā)展適合我國國情的天然氣質(zhì)量、能量計量系統(tǒng)。

    5 結論

    由于孔板天然氣流量計在使用中，產(chǎn)生誤差的因素很多，所以要求計量技術人員加強計量系統(tǒng)在現(xiàn)場的安裝要求和儀表選型以及軟件組態(tài)，對產(chǎn)生的誤差要及時地應用科學方法修正，保證天然氣貿(mào)易結算正常運行。