本文從孔板流量計(jì)流量積算儀的計(jì)量參數(shù)管理、校驗(yàn)和參數(shù)補(bǔ)償?shù)确矫?，分析了?jì)量過(guò)程中誤差產(chǎn)生的原因，并且針對(duì)存在的問(wèn)題提出解決措施。

 

　　1 概述

 

　　孔板流量計(jì)是目前應(yīng)用***廣，技術(shù)成熟的流量計(jì)。流量積算儀做為孔板計(jì)量的***終處理單元，對(duì)天然氣計(jì)量中誤差的影響尤為重要。

 

　　天然氣孔板流量積算儀誤差主要分為：一是計(jì)量參數(shù)引入的誤差；二是流量補(bǔ)償引入誤差；三是氣體組分參數(shù)等引入誤差 。

 

　　2 誤差產(chǎn)生的原因

 

　　2.1 計(jì)量參數(shù)

 

　　孔板是孔板流量計(jì)的關(guān)鍵部件，直接影響流出系數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度影響較大，必須加以修正。

 

　　2.1.1孔板尖銳度修正

 

　?。?）存在問(wèn)題。孔板在使用過(guò)程中，被天然氣侵蝕，入口尖銳度變化，影響流出系數(shù)。為確保計(jì)量的準(zhǔn)確性，在積算系統(tǒng)中需進(jìn)行修正，依據(jù)為孔板使用年限。孔板使用年限不同，在同等工況下，比實(shí)際流量偏低，按孔板***長(zhǎng)使用年限 10 年計(jì)，可偏低 10%。

 

　　（2）孔板尖銳度的修正。若發(fā)現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的劃痕、沖蝕和撞擦傷等缺陷，建議更換新孔板。如無(wú)新孔板更換，應(yīng)對(duì)原孔板開(kāi)孔直角入口邊緣的尖銳度（rk）進(jìn)行實(shí)測(cè)或者粗略修正。之后，根據(jù)孔板尖銳度和孔板開(kāi)孔直徑的比，來(lái)選擇尖銳度修正系數(shù)，從而直接對(duì)流出系數(shù)直接修正。

 

　　( 式 1）孔板1.jpg

 

　　式中，t- 為孔板使用年限。

 

　　2.1.2 孔板開(kāi)孔直徑的修正

 

　　孔板開(kāi)孔直徑是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所得，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)溫度較高時(shí)，考慮到膨脹系數(shù)，孔板孔徑值將變化，

 

　　造成孔板實(shí)際大小與系統(tǒng)參數(shù)不一致。在部分積算系統(tǒng)中，沒(méi)考慮溫度原因造成的孔板開(kāi)孔直徑的補(bǔ)償，從而引進(jìn)了計(jì)量附加誤差。同等材質(zhì)的孔板，溫度越高，計(jì)量誤差也就越高，造成的計(jì)量數(shù)據(jù)比實(shí)際產(chǎn)量要低。

 

　　孔板開(kāi)孔直徑溫度補(bǔ)償積算公式：

 

　?。ㄊ?2）

 

　　孔板2.jpg

 

　　2.2流量補(bǔ)償引入誤差

 

　　2.2.1積算儀補(bǔ)償引入誤差

 

　　流量補(bǔ)償是指在清洗孔板等操作過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)中斷流量漏失的補(bǔ)償。

 

　　補(bǔ)償方式有兩種：一是人工補(bǔ)償，二是系統(tǒng)補(bǔ)償。系統(tǒng)補(bǔ)償根據(jù)時(shí)間劃分為三種：一是前補(bǔ)償，二是后補(bǔ)償，三是前后補(bǔ)償。前補(bǔ)償、后補(bǔ)償適用于供氣穩(wěn)定的計(jì)量點(diǎn)，前后補(bǔ)償適用于供氣不穩(wěn)定的計(jì)量點(diǎn)。

 

　　在用部分流量積算系統(tǒng)未根據(jù)供氣類(lèi)型，選擇補(bǔ)償方式。以某外銷(xiāo)點(diǎn)為例，從一年的孔板清洗記錄分析，孔板清洗前后，氣體流量的差別達(dá)到了 2.6%。如果采用前補(bǔ)償?shù)姆绞剑斐闪肆髁糠e算系統(tǒng)累積產(chǎn)量比實(shí)際產(chǎn)量偏低。

 

　　2 .2.2 積算儀補(bǔ)償系數(shù)引入誤差

 

　　孔板清洗期間，由于無(wú)阻流件，流量是要增加的，流量增加的幅度與孔板的孔徑、管線(xiàn)運(yùn)行壓力都有關(guān)系。通過(guò)兩套并聯(lián)計(jì)量裝置試驗(yàn)，瞬時(shí)流量增加幅度在 30％～ 40％。

 

　　目前而言，行業(yè)內(nèi)對(duì)流量補(bǔ)償系數(shù)無(wú)相應(yīng)的參照值，系統(tǒng)補(bǔ)償系數(shù)可在 1.0 ～ 1.6 之間修改。補(bǔ)償系數(shù)的不確定，為系統(tǒng)引入誤差，且隨孔板清洗的頻率和時(shí)間而增加。

 

　　3 校驗(yàn)及修正

 

　　流量積算系統(tǒng)的校驗(yàn)包括：通道信號(hào)轉(zhuǎn)換誤差校驗(yàn)、流量積算相對(duì)誤差校驗(yàn)和流量積算回路合成誤差校驗(yàn)。

 

　　3.1 轉(zhuǎn)換誤差校驗(yàn)

 

　　通道信號(hào)轉(zhuǎn)換誤差校驗(yàn)，是對(duì)安全栓、隔離器及采集卡等端子柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。每一通道的信號(hào)轉(zhuǎn)換誤差（A\D 轉(zhuǎn)換、軟件信號(hào)轉(zhuǎn)換以及隔離器等）不超 ±0.2%。

 

　　校驗(yàn)方法：

 

　　包括上、下行程，每行程平均取 5 個(gè)點(diǎn)，改變電壓信號(hào)至各校驗(yàn)點(diǎn)，讀取積算機(jī)顯示，之后算出通道轉(zhuǎn)換誤差：

 

　　孔板3.jpg

 

　　3.2 相對(duì)誤差校驗(yàn)

 

　　流量積算相對(duì)誤差的進(jìn)行應(yīng)在通道校驗(yàn)合格后進(jìn)行，且標(biāo)準(zhǔn)和被檢積算儀參數(shù)一致。積算系統(tǒng)的流量相對(duì)誤差不超 ±0.25%。同時(shí)給標(biāo)準(zhǔn)和被檢流量積算儀一組溫度、壓力和差壓信號(hào)，根據(jù)二者流量數(shù)據(jù)的差異來(lái)計(jì)算流量相對(duì)誤差。校驗(yàn)點(diǎn)至少包括溫度 1 個(gè)點(diǎn)、壓力 2 個(gè)點(diǎn)、差壓 3 個(gè)點(diǎn)。

 

　　孔板4.jpg

 

　　3.3 合成誤差校驗(yàn)

 

　　流量積算系統(tǒng)各組成儀表、流量積算儀等單體校驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行系統(tǒng)回路合成誤差校驗(yàn)，即聯(lián)校。分別在溫度、壓力和差壓變送器加載響應(yīng)信號(hào)，進(jìn)行上下行程校驗(yàn)，每行程不少于 5 個(gè)點(diǎn)，校驗(yàn)點(diǎn)盡量均勻，讀取顯示值和理論值。

 

　　孔板5.jpg

 

　　式中，

 

　　△ Sn——各校驗(yàn)點(diǎn)合成誤差；As——各校驗(yàn)點(diǎn)實(shí)際輸出值 ；A——各校驗(yàn)點(diǎn)理論輸出值 ；S——變送器量程。

 

　　3.4 誤差分析

 

　　通道信號(hào)轉(zhuǎn)換誤差、流量積算相對(duì)誤差和流量積算回路合成誤差的側(cè)重點(diǎn)不同，前者側(cè)重于 A/D 轉(zhuǎn)換器、隔離板和積算軟件等誤差的綜合分析。該誤差可以和回路合成誤差同時(shí)進(jìn)行，若回路的聯(lián)校誤差在誤差容許范圍之內(nèi)，可不進(jìn)行該誤差的校驗(yàn)。中者側(cè)重于流量程序的驗(yàn)算誤差，包括計(jì)量參數(shù)管理、壓縮因子、真實(shí)相對(duì)密度的計(jì)算等。后者包含現(xiàn)場(chǎng)儀表和通道信號(hào)轉(zhuǎn)換誤差兩部分，是一個(gè)綜合誤差，該誤差***為關(guān)鍵。

 

　　4 建議

 

　?。?）制定計(jì)量積算系統(tǒng)校驗(yàn)規(guī)范，明確校驗(yàn)內(nèi)容、誤差積算方法等，對(duì)計(jì)量系統(tǒng)特別是外銷(xiāo)計(jì)量管理規(guī)范化。

 

　　（2）制定流量積算軟件考核程序，明確計(jì)量參數(shù)設(shè)定等功能，建立軟件驗(yàn)證機(jī)制，降低由于人為問(wèn)題，造成的流量軟件層次不齊。

 

　　（3）對(duì)關(guān)鍵或氣源復(fù)雜計(jì)量點(diǎn)，安裝氣相色譜儀錄取實(shí)時(shí)物性參數(shù)；無(wú)條件計(jì)量點(diǎn)，可適當(dāng)調(diào)節(jié)取樣周期，及時(shí)修改組分，提高計(jì)量準(zhǔn)確度，防止糾紛發(fā)生。