標準噴嘴流量計測量天然氣流量及標準的制定

標準孔板流量計結構簡單，操作較方便，使用技術成熟，使得其在管道計量中得到廣泛應用，據統計，目前孔板流量計是我國天然氣管道計量用得zui多的計量設備，占整個貿易計量的50%左右。為了規范孔板流量計量，國家專門制定了GB2628和SY/T 6143計量標準，對計量系統進行了說明和要求，同時，也出臺天然氣場站儀表配備指南，對計量系統儀器儀表精度等級進行了要求。但是由于孔板流量計計量系統的結構特點,決定了會產生兩種誤差，一種是基本誤差，這是流量計本身所存在的誤差，第二種是附加誤差，是由于流量計在使用時偏離了標準條件產生的。由于人為操作的環節多，且天然氣這一物質的計量是一種連續的、不可重復的計量，若不加以適時監控，所引起的計量附加誤差相當大，尤其當天然氣作為商品進行貿易結算時，為供需雙方帶來不利影響,本文分析了產生誤差的主要原因，并提出了相應的整改措施。 

1 孔板流量計的結構組成及其測量原理 

1.1 結構組成 

孔板流量測量系統一般由節流裝置(標準孔板)、壓力變送器、差壓變送器、鉑熱電阻及其流量積算儀組成。其中孔板節流裝置包括孔板、孔板夾持器和上下游直管段。其結構如圖1所示。

圖1 孔板節流裝置的組成

1.2 測量原理 

天然氣經過孔板后，在孔板前后產生差壓，實驗結果證明，天然氣的流量和差壓的平方根成正比，算出比例系數也就測出了流量。 

(1)差壓式孔板流量計包括三部分:①現場取壓部分，包括孔板閥、前后直管段、導壓管;②溫度、壓力、組分補償部分，包括現場用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析儀計量的實時數據;③流量計算部分，指流量計算機(或計算儀)所安裝的計量標準程序。(2)在實際應用過程中，當充滿管道的流體流經管道內的節流件時，如圖2所示。

流線將在節流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節流件前后便產生了壓差。流體流量愈大，產生的壓差愈大，這樣可依據壓差來衡量流量的大小。這種計量方法是以流動連續性方程(質量守恒定律)和.. 伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關，例如當節流裝置形式或管道內流體的物理性質(密度、粘度)不同時，在同樣大小的流量下產生的壓差也是不同的。以伯努利方程式和流體流動的連續性方程式為依據，天然氣流量計算公式為：

根據氣體易壓縮、密度差異大、受溫度影響特點，得出天然氣流量計量的實用公式是：

其中:Q n為標準狀態下氣體體積流量;A h為常數,標況下為0.008686;α.. 為特定流量系數; γre為計量管內壁流量修正系數;b k為孔板(0) 入口邊緣銳利度修正系數;F r為雷諾數修正系數;ε為氣體膨脹系數;d為孔板在20℃下實測的開孔口徑;F a為孔板熱膨脹修正系數;F 為天然氣相對密度修正系數;F z為超壓縮系數;F t為流體流(g) 動溫度修正系數; P1為孔板上游側壓力;h w為氣體流過孔板時的差壓。