本文從計(jì)量?jī)x表誤差、使用條件變化誤差、氣質(zhì)條件誤差、計(jì)算系數(shù)誤差和其他因素引起的誤差五個(gè)方面分析了引起計(jì)量誤差的主要因素；同時(shí)提出了嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工孔板，正確安裝，合理選擇差壓量程、消除脈動(dòng)流，減小脈動(dòng)影響，合理解決超量、加強(qiáng)日常管理，對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理修正、量值溯源是確保天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度的有效措施、采用可換孔板節(jié)流裝置和定制節(jié)流裝置，擴(kuò)展量程范圍、推進(jìn)計(jì)量方式的自動(dòng)化智能化發(fā)展和采用專(zhuān)用流量計(jì)算機(jī)的積算方案等八方面的改進(jìn)措施，努力實(shí)現(xiàn)孔板流量計(jì)的***測(cè)量。

　　1 引起孔板流量計(jì)測(cè)量誤差的主要因素

 

　　1.1 計(jì)量?jī)x表自身引起的測(cè)量誤差

 

　　采用孔板流量計(jì)測(cè)量，對(duì)孔板加工技術(shù)要求很高，一定要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，否則，會(huì)給流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大的誤差?？装宓钠暮蛷澢强装宓闹圃彀惭b和使用中影響計(jì)量?jī)x表精度的主要因素。

 

　　1.1.1 孔板安裝不當(dāng)引入的誤差

 

　　盡管安裝規(guī)范一般都能夠掌握，但有些細(xì)節(jié)往往沒(méi)有引起重視，導(dǎo)致較大的計(jì)量誤差。如密封墊片內(nèi)孔未按環(huán)室尺寸加工，墊片伸出環(huán)室，干擾流體穩(wěn)定流動(dòng)；導(dǎo)壓管走向不合理，差壓無(wú)法順利傳導(dǎo)；平衡器不水平，直接產(chǎn)生計(jì)量誤差等。

 

　　1.1.2 孔板偏心和孔徑比大小引起的誤差

 

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，孔板應(yīng)與節(jié)流裝置中的直管段對(duì)中。一般說(shuō)來(lái)，孔徑比β值越高，偏心率對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度影響越大。另外根據(jù)體積流量不確定度公式：

 

　?。?）

 

　　式中：β———孔徑比；

 

　　——流出系數(shù)的不確定度；

 

　　——可膨脹系數(shù)的不確定度；

 

　　——測(cè)量管內(nèi)徑的不確定度，其值±0.4%；

 

　　——孔板開(kāi)孔直徑的不確定度，其值±0.07%；

 

　　——差壓測(cè)量的不確定度，其值±0.4%；

 

　　——天然氣流動(dòng)熱力學(xué)溫度的不確定度；

 

　　——天然氣流動(dòng)時(shí)上游側(cè)的壓力測(cè)量不確定度；

 

　　——天然氣相對(duì)密度測(cè)量的不確定度，其值±0.5%；

 

　　——天然氣壓縮因子測(cè)量的不確定度，其值±0.5。

 

　　從公式（1）可以計(jì)算得出孔徑比β與流量不確定度的關(guān)系：流量不確定度基本隨著β增減而增減，當(dāng)β<0.6時(shí)，不確定度的變化很小，基本為一條直線(xiàn)；隨著β的增大，不確定度迅速增大，當(dāng)β=0.75時(shí)，不確定度達(dá)到***大。因此應(yīng)避免采用孔徑比大的孔板。

 

　　1.1.3 孔板彎曲引起的測(cè)量誤差

 

　　節(jié)流裝置中伸入管內(nèi)的墊片、焊縫等也會(huì)引起測(cè)量誤差，誤差大小與突出物位置、孔板與突出物的距離等有關(guān)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)β=0.7，突出物位于孔板上游管徑2倍時(shí)，產(chǎn)生誤差***大；若突出物位于孔板上游處，誤差為16%～50%。若位于下游，則對(duì)計(jì)量精度的影響相對(duì)較小。

 

　　1.2 使用條件變化引起的測(cè)量誤差

 

　　這種誤差主要是由脈動(dòng)流現(xiàn)象和超量程、流程頻繁波動(dòng)等問(wèn)題引起的。管道中氣體流速和壓力發(fā)生突然變化，造成脈動(dòng)流，引起差壓波動(dòng)，當(dāng)節(jié)流裝置上出現(xiàn)明顯的脈動(dòng)流時(shí)，計(jì)量可能產(chǎn)生較大誤差，有關(guān)文獻(xiàn)指出脈動(dòng)流引起的誤差***大可達(dá)20%～30%。當(dāng)前，輸氣干線(xiàn)脈動(dòng)主要來(lái)源：一是，天然氣氣井為氣水同產(chǎn)，這些井的計(jì)量差壓均發(fā)生波動(dòng)；二是，長(zhǎng)輸管道或氣田管道積液造成差壓波動(dòng)；三是，氣井之間的壓力干擾造成差壓波動(dòng)；四是，由于小用戶(hù)用氣不均衡，氣量瞬間發(fā)生急劇變化，供氣閥突開(kāi)或突關(guān)都會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。

 

　　超量程問(wèn)題大多數(shù)是由于季節(jié)不同，用量發(fā)生變化引起的，特別是蒸氣計(jì)量，冬天時(shí)流量大，夏天時(shí)流量小，有可能超過(guò)所選儀表的量程，從而引起誤差。同時(shí)，城市用氣而無(wú)調(diào)峰設(shè)施的計(jì)量裝置，當(dāng)流量隨時(shí)間頻繁波動(dòng)時(shí)，將會(huì)直接影響對(duì)天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確度。

 

　　1.3 測(cè)量介質(zhì)條件引起的誤差

 

　　1.3.1 天然氣中的雜質(zhì)

 

　　天然氣從地層中采出來(lái)，雖然經(jīng)過(guò)分離、除塵或過(guò)濾，但由于處理不徹底或集氣管網(wǎng)和輸氣干線(xiàn)內(nèi)腐蝕物的影響，使得天然氣中混有少量的液體或固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)易聚集在孔板截面收縮、流速突變的孔口銳邊上，而孔板流量計(jì)對(duì)孔板銳邊、截面及流線(xiàn)的變化非常的敏感。此外，天然氣中的雜質(zhì)還會(huì)對(duì)孔板產(chǎn)生沖刷和腐蝕，特別是對(duì)孔板直角入口邊緣和測(cè)量管內(nèi)壁的沖刷腐蝕特別嚴(yán)重，這將影響到孔板直角入口邊緣圓弧半徑和測(cè)量管內(nèi)壁相對(duì)粗糙的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，孔板流出系數(shù)也將發(fā)生變化，使測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)不到要求。

 

　　1.3.2 天然氣的含水量

 

　　天然氣的含水量也對(duì)天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度有著很大的影響。美國(guó)雪佛龍公司和科羅拉多工程實(shí)驗(yàn)站用注水后的孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量得到了：

 

　　1）孔板流量計(jì)測(cè)量氣體流量，當(dāng)氣體中央帶少量液體時(shí)，流量測(cè)量不確定度偏高，測(cè)量的濕氣流量隨β的增加而減少，在β比為0.7時(shí)，測(cè)得的流量偏差為-1.7%。

 

　　2）夾帶少量液體時(shí)，在β比為0.5時(shí)表明孔板性能較好，但是應(yīng)將夾帶液體在孔板上游脫出，以獲得***佳的計(jì)量性能。

 

　　3）舊的孔板流量計(jì)測(cè)量濕氣，流量計(jì)量值將降低3%。

 

　　1.4 計(jì)量系數(shù)引起的誤差

 

　　1.4.1 流出系數(shù)C對(duì)計(jì)量精度的影響

 

　　流出系數(shù)C是在上游直管段充分長(zhǎng)的試驗(yàn)條件下，并且孔板節(jié)流裝置在滿(mǎn)足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)下進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定才有效。當(dāng)R較小時(shí)，流出系數(shù)會(huì)變大，當(dāng)R較大時(shí)，流出系數(shù)會(huì)變小。流出系數(shù)C隨流量的增大而減小，實(shí)際流量越小于刻度流量，流出系數(shù)C引起的流量誤差則越大?？装辶髁坑?jì)的流出系數(shù)C不是一個(gè)定值，它隨R的變化而變化，但是當(dāng)R增大到某一數(shù)值時(shí)，變化量減小。對(duì)于法蘭取壓，R應(yīng)該在106以上，對(duì)于角接取壓，R應(yīng)在2×105以上。

 

　　1.4.2 可膨脹系數(shù)ε對(duì)流量計(jì)量的影響

 

　　可膨脹系數(shù)ε是因氣體流經(jīng)孔板時(shí)密度產(chǎn)生變化而引入的修正系數(shù)，這是流量誤差的一個(gè)重要來(lái)源。當(dāng)天然氣流量低于設(shè)計(jì)流量時(shí)，實(shí)際的ε低于設(shè)計(jì)的ε，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏??；反之，測(cè)量結(jié)果偏大。當(dāng)實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量一致，而靜壓P1低于設(shè)計(jì)壓力，實(shí)際的ε小于設(shè)計(jì)的ε，使流量測(cè)量偏大，反之偏小。

 

　　1.4.3 天然氣壓縮因子對(duì)流量計(jì)量的影響

 

　　流量計(jì)量結(jié)果是以工作狀態(tài)下的流量形式給出，由于各地工況不同，需將流量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下的氣體流量。在壓力不高、溫度不低的情況下，可以按照理想氣體方程進(jìn)行體積流量換算。然而，實(shí)際氣體和理想氣體總有一定差別，尤其是在管道壓力較大或是溫度變化較大的情況下，氣體并不遵循理想氣體狀態(tài)方程。天然氣壓縮系數(shù)的求解有卡茨曲線(xiàn)圖求解法、卡茨表求解法、查《天然氣壓縮系數(shù)速查手冊(cè)》法。比較而言，《速查手冊(cè)》能迅速、方便地計(jì)算出壓縮系數(shù)，但誤差更大。

 

　　卡茨表***，但由于卡茨表的壓縮系數(shù)太少，當(dāng)表內(nèi)沒(méi)有對(duì)應(yīng)數(shù)值，還需用內(nèi)插法算出，使用較麻煩。

 

　　1.5 其他原因引起的誤差

 

　　其他誤差因素有：管道泄露、人為破壞、管理不嚴(yán)、不合理的積算和取值方法、計(jì)量工況偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件等。積算方法本身不合理，對(duì)溫度、壓力、氣體組成的變化沒(méi)有自動(dòng)補(bǔ)償以及突發(fā)事件等毫無(wú)疑問(wèn)也是引起天然氣計(jì)量誤差的原因。特別是管道泄露引起的誤差相當(dāng)大。例如節(jié)流裝置前后的差壓一般都很?。ㄓ械膬H為kPa-60kPa），管道壓力往往是它的幾十倍，如發(fā)生導(dǎo)壓管泄漏或堵塞，不僅給計(jì)量帶來(lái)誤差，而且會(huì)損壞差壓變送器。