天然氣孔板計量中存在的問題及對策
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本文從實用的角度出發(fā)，針對生產(chǎn)實際中孔板流量計在天然氣測量中可能產(chǎn)生的主要誤差來源進行分析并提出處理方法。
一、孔板設(shè)計及參數(shù)設(shè)置方面
1.標準孔板流量計設(shè)計限值
孔板的孔徑是根據(jù)最大流量、常用流量、最小流量按國家標準GB/T21446-2008給出的公式求得。表中列出的各項參數(shù)的適用范圍是相互聯(lián)系又是相互制約的，其中最基本的是量程比。量程比是指在一定準確度要求下流量最大值與流量最小值之比。
最大流量主要是受差壓測量和音速限制。標準孔板的流量與差壓的平方根成正比例關(guān)系，但當流量增加到一定程度時，流量與孔板前后產(chǎn)生的差壓的平方根不再成正比例關(guān)系，即流量方程式不再成立。當流量繼續(xù)增加，在孔板開孔處的流速達到音速時，孔板下游的壓力P2與上游壓力P1之比約為0.75，之后無論改變何種參數(shù)，流量都不會增加，也就是說工況體積流量恒定，此時稱為臨界流即P2/P1≥0.75。
最小流量主要受三方面制約：①機械加工的限制。當d2012.5mm，D2050mm時孔板節(jié)流裝置按標準規(guī)定的幾何相似加工制作很困難，尤其是孔板入口銳利度rk/d≤0.0004更是難以加工制作；②流體運動狀態(tài)限制。雷諾數(shù)取下限時對應(yīng)流體的最小流量。當小于此流量時，流體由紊流變?yōu)閷恿?，流體的動力學(xué)狀態(tài)與標準規(guī)定的相差很大，此時的流出系數(shù)C不再適合標準給出的計算公式計算。③差壓變送器準確度要求限制。由于孔板節(jié)流裝置差壓信號經(jīng)開方后與流量成正比關(guān)系，如當流量為最大流量的1/10時，此時產(chǎn)生的差壓僅為差壓變送器量程的1/100，這時差壓測量的相對誤差可能比差壓變送器的引用誤差大100倍，如精度等級為0.5級，量程為1000Pa的差壓變送器，當差壓為滿量程的1/100時即10Pa時，允許有5Pa的誤差，但此時的相對誤差高達50%，所以此時根本談不上差壓的準確測量。
實際工作中常用的解決方法是：
（2）差壓宜大不宜小。最好選擇使用寬量程智能差壓變送器；
（3）在滿足計量能力條件下縮小管徑，提高流速，從而使節(jié)流件在較高雷諾數(shù)下使用；
（4）將直徑比取小些，盡量控制在0.3-0.5之間為宜，這樣可以使差壓上限取大些；
（5）采用多管并聯(lián)形式計量。
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