環(huán)室孔板流量計(jì)維護(hù)與保養(yǎng)工作如何執(zhí)行
工業(yè)上，環(huán)形腔孔板流量計(jì)可廣泛用于化學(xué)，冶煉，電力和食品工業(yè)。它在工作過程中不受液體或環(huán)境影響，其測(cè)量仍然很高。因此，當(dāng)您使用它時(shí)，只要設(shè)備沒有損壞，就不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確的情況。使用一段時(shí)間后，您需要執(zhí)行環(huán)室流量計(jì)。維護(hù)和保養(yǎng)，主要的維護(hù)方法是使用其自檢和自診斷功能來檢查工作期間是否有設(shè)備損壞。如果沒有發(fā)生損壞，那么沉陽(yáng)搬家公司的負(fù)責(zé)人認(rèn)為只需要清理。清潔后，可以保證下次再次測(cè)量時(shí)，不會(huì)因其他介質(zhì)的污染而導(dǎo)致任何測(cè)量不準(zhǔn)確。這是需要注意的一點(diǎn)。 ！
標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工藝成熟，廣泛應(yīng)用于管道計(jì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，孔板流量計(jì)是我國(guó)天然氣管道測(cè)量中使用***多的測(cè)量?jī)x器，占整個(gè)行業(yè)的測(cè)量指標(biāo)。約50％。為了規(guī)范孔板的流量，特別制定了GB2628和SY / T 6143測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了說明和要求。同時(shí)，還發(fā)布了天然氣田站儀表的指導(dǎo)，要求測(cè)量系統(tǒng)儀器的精度等級(jí)。 。但是，由于孔板流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定會(huì)出現(xiàn)兩種錯(cuò)誤，一種是基本錯(cuò)誤，即流量計(jì)本身的錯(cuò)誤，第二種是附加錯(cuò)誤，因?yàn)榱髁坑?jì)正在使用中。偏離標(biāo)準(zhǔn)條件。由于人工操作中存在許多環(huán)節(jié)，天然氣的測(cè)量是連續(xù)的非重復(fù)測(cè)量、，如果沒有及時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量引起的額外誤差非常大，特別是當(dāng)天然氣交易為一種商品。為了對(duì)供需產(chǎn)生不利影響，本文分析了誤差的主要原因，并提出了相應(yīng)的糾正措施。
1、每月對(duì)孔板閥檢查排污一次，清除孔板表面污物，目測(cè)孔板重要部位，如有劃傷、蝕坑、磨損等缺陷，應(yīng)予以更換，密封件如有損傷變形必須更換,孔板的排污清洗要做好記錄。
2、差壓值嚴(yán)格控制在差壓變送器量程的 10%-90%之間***好在 30%-70%），超出范圍需及時(shí)更換孔板。
3、嚴(yán)格執(zhí)行公司巡檢制度。差壓變送器五閥組檢查：檢查五閥組高低壓閥腔有無漏氣，關(guān)閉根部閥打開平衡閥后檢查零點(diǎn)有無漂移。冬季氣溫低每月對(duì)引壓管進(jìn)行放空、吹掃，防止引壓管內(nèi)積聚污物。
4、根據(jù)生產(chǎn)科的要求及時(shí)對(duì)氣質(zhì)組分進(jìn)行更改，流量計(jì)算機(jī)的操作嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書操作。
5、定期校驗(yàn)溫度變送器、差壓變送器、壓力變送器等相關(guān)計(jì)量?jī)x表。
1 孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成及其測(cè)量原理
1.1 結(jié)構(gòu)組成
孔板流量測(cè)量系統(tǒng)一般由節(jié)流裝置(標(biāo)準(zhǔn)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(jié)流裝置包括孔板、孔板夾持器和上下游直管段。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 孔板節(jié)流裝置的組成
1為上游側(cè)第二阻流件;2為上游側(cè)阻流件;3為孔板和孔板夾持器;4為差壓訊號(hào)管路;5為下游側(cè)阻流件
1.2 測(cè)量原理
天然氣經(jīng)過孔板后，在孔板前后產(chǎn)生差壓，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shù)也就測(cè)出了流量。
(1)差壓式孔板流量計(jì)包括三部分:①現(xiàn)場(chǎng)取壓部分，包括孔板閥、前后直管段、導(dǎo)壓管;②溫度、壓力、組分補(bǔ)償部分，包括現(xiàn)場(chǎng)用溫度變送器、壓力變送器、天然氣組分分析儀計(jì)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);③流量計(jì)算部分，指專用流量計(jì)算機(jī)(或計(jì)算儀)所安裝的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)程序。(2)在實(shí)際應(yīng)用過程中，當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，如圖2所示。圖2 孔板附近的流速和壓力分布
流線將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種計(jì)量方法是以流動(dòng)連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和 伯努利方程(能量守恒定律)為基礎(chǔ)的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān)，例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時(shí)，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。以伯努利方程式和流體流動(dòng)的連續(xù)性方程式為依據(jù)，天然氣流量計(jì)算公式為：
根據(jù)氣體易壓縮、密度差異大、受溫度影響特點(diǎn)，得出天然氣流量計(jì)量的實(shí)用公式是:
其中:Q n為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量;A h為常數(shù),標(biāo)況下為0.008686;α 為特定流量系數(shù); γre為計(jì)量管內(nèi)壁流量修正系數(shù);b k為孔板(0) 入口邊緣銳利度修正系數(shù);F r為雷諾數(shù)修正系數(shù);ε為氣體膨脹系數(shù);d為孔板在20℃下實(shí)測(cè)的開孔口徑;F a為孔板熱膨脹修正系數(shù);F 為天然氣相對(duì)密度修正系數(shù);F z為超壓縮系數(shù);F t為流體流(g) 動(dòng)溫度修正系數(shù); P1為孔板上游側(cè)壓力;h w為氣體流過孔板時(shí)的差壓。
2 誤差因素分析及技術(shù)要求
2.1 基本誤差
(1)由計(jì)量裝置本身度所決定的誤差。由于孔板流量計(jì)測(cè)得的流量是根據(jù)差壓信號(hào)間接求得的。從公式可以看出，影響計(jì)量度的主要因素是α、F、ε等值。必須保持α、F、ε均為恒定值,才能達(dá)到差壓和流量之間有恒定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但在實(shí)際生產(chǎn)中，α、F、ε都與某些因素有關(guān)，特別是流量系數(shù)α，它是一個(gè)影響因素復(fù)雜，變化范圍大的重要系數(shù)，如果在計(jì)量過程中不能保證α為恒定值，則計(jì)量誤差將會(huì)較大。
從資料和實(shí)驗(yàn)證明，流量系數(shù)α值與取壓點(diǎn)位置、孔板的開孔截面積和管道截面積比(m=d2/D2)、雷諾數(shù)、管壁粗糙度、孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。所以，標(biāo)準(zhǔn)孔板的選用應(yīng)符合下列技術(shù)要求:
孔板相對(duì)于開孔直徑d的軸線中心對(duì)稱;
孔板上游端面A應(yīng)于下游端面B平行，并且與開孔直徑d的軸線垂直;
孔板A面、B面應(yīng)無可見的損傷;
孔板開孔直徑d的上游測(cè)直角入口邊緣G應(yīng)銳利,無毛刺和劃痕。
孔板開孔直徑d的內(nèi)圓柱表面長(zhǎng)度e應(yīng)符合:0.005D≤ e≤0.02D;
孔板的厚度應(yīng)符合:e≤F≤0.005D;
孔板下游側(cè)出口邊緣H和孔板開孔圓柱形下游側(cè)出口邊緣I應(yīng)無毛刺、劃痕和可見損傷;
標(biāo)準(zhǔn)孔板在使用過程中,會(huì)由于天然氣的侵蝕而產(chǎn)生變形,從而引起流量系數(shù)增大而產(chǎn)生計(jì)量誤差。因此孔板的材質(zhì)也是保證孔板工作可靠和計(jì)量準(zhǔn)確的一個(gè)因素。用于天然氣計(jì)量的孔板采制一般為:Cr17、Cr18Ni9TiC以及其他耐酸鋼。
(2)變送器和流量顯示儀表的度對(duì)整套流量計(jì)系統(tǒng)的度也很重要。目前，變送器大多數(shù)采用的都是 4～20mA信號(hào)，顯示儀表采用數(shù)字信號(hào)，只要變送器現(xiàn)場(chǎng)安裝和系統(tǒng)接地沒有問題，整個(gè)系統(tǒng)誤差不會(huì)受到影響。
(3)流量積算部分之間的誤差，當(dāng)溫度、壓力、差壓、組分等數(shù)據(jù)傳到流量積算器后，積算器結(jié)合已經(jīng)輸入的節(jié)流裝置基本信息計(jì)算流量，積算器所安裝的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)程序主要有SY/T 6143標(biāo)準(zhǔn)、AGA3標(biāo)準(zhǔn)、ISO 5167標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)量參數(shù)一致的情況下，通過幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)換算出的中間參數(shù)和***終的計(jì)量結(jié)果不超過萬分之一。
2.2 附加誤差
如果儀表的制造、選型都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，而在安裝和使用過程中，沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)要求執(zhí)行，就會(huì)造成誤差，這種誤差的大小是無法估計(jì)的。但是通過對(duì)造成誤差因素的分析，可以將誤差降低。
孔板計(jì)量系統(tǒng)安裝使用時(shí)，必須符合下列技術(shù)要求:
(1)孔板安裝時(shí)，他的開孔中心和管道中心軸線同心，而且它的端面與管道軸線垂直。
(2)孔板上下游側(cè)取壓孔軸線符合距孔板上下游端面的距離為25.4±0.8mm的要求(目前國(guó)內(nèi)絕大部分取壓方式采用法蘭取壓)。
(3)取壓孔的軸線應(yīng)與孔板上下游側(cè)2D計(jì)量管長(zhǎng)度的內(nèi)圓柱的軸線垂直，取壓孔的軸線與孔板兩端面向外傾斜角的夾角不大于3度。取壓孔直徑不應(yīng)大于0.08D。
(4)孔板安裝需要前后直管段，直管段的長(zhǎng)度必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，必要時(shí)安裝整流器。
(5)導(dǎo)壓管應(yīng)采用耐腐蝕材料，其內(nèi)徑不小于6mm，長(zhǎng)度***好在16mm以內(nèi)，導(dǎo)壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，起傾斜度不小于1:12。
(6)計(jì)量氣體溫度的溫度計(jì)***好安裝在孔板下游側(cè)直管段以外的地方，計(jì)算氣量時(shí)應(yīng)將此時(shí)所測(cè)的氣流溫度換算成孔板上游側(cè)的氣流溫度，如果溫度計(jì)安裝在孔板上游側(cè)，則溫度計(jì)套管與孔板之間的直管段長(zhǎng)度L應(yīng)滿足下列規(guī)定:當(dāng)溫度計(jì)套管直徑不大于0.03D時(shí)(D為計(jì)量管內(nèi)徑)，L≥5D;當(dāng)溫度計(jì)套管直徑在0.03D至0.13D范圍內(nèi)時(shí)(D為計(jì)量管內(nèi)徑)，L≥20D。
2.3 其他方面的差
?。?）儀器本身產(chǎn)生的誤差
孔板入口直角銳利度超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；管徑尺寸與計(jì)算不符；孔板厚度誤差；節(jié)流件附件產(chǎn)生臺(tái)階、偏心；孔板上游端面不平整度；環(huán)室尺寸產(chǎn)生臺(tái)階、偏心；取壓位置不符合標(biāo)準(zhǔn)；焊接、焊縫突出；取壓孔加工不規(guī)范或堵塞；節(jié)流件不同軸度。
?。?）安裝誤差
管線布置的偏離及取壓管產(chǎn)生積液，溫度傳感器測(cè)溫元件距離裝置較遠(yuǎn)，其主要原因是裝置前后直管段長(zhǎng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
?。?）使用誤差孔板彎曲、變形及上游端面沉積臟物；上游取壓管沉積臟物；孔板入口直角邊緣變鈍、破損。
3 解決天然氣孔板計(jì)量問題的途徑
3.1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)儀表的安裝、使用、維護(hù)等管理,消除人為誤差孔板流量計(jì)易于偏離標(biāo)準(zhǔn)的原因，在于儀表本身的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，儀器自身誤差是制造時(shí)產(chǎn)生的，安裝和使用誤差則是在安裝時(shí)或長(zhǎng)期使用中由于流體介質(zhì)腐蝕和磨損等：天然氣計(jì)量中的存在問題及解決方法腐蝕、磨損、沾污等造成的。因此，應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)要求安
裝流量計(jì)量系統(tǒng)，消除安裝誤差。在使用過程中，操作人員應(yīng)做好系統(tǒng)的檢修、維護(hù)、保養(yǎng)工作，延長(zhǎng)其使用壽命，減小計(jì)量誤差。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)強(qiáng)化宣貫徹SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)力度，標(biāo)準(zhǔn)在附錄《節(jié)流裝置在使用中出現(xiàn)部分偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的處理》中規(guī)定，在實(shí)際應(yīng)用中采
取在流出系數(shù)C中增加二個(gè)修正系數(shù)，即孔板入口尖銳度修正系數(shù)和管壁粗糙修正系數(shù)，或者采用可換孔板節(jié)流裝置。因此在天然氣計(jì)量的實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)深入研究，正確掌握標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安裝、使用、處理數(shù)據(jù)，確保天然氣流量計(jì)量的準(zhǔn)確度滿足生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)要求。
3.2 正確選用配套的儀表
(1)測(cè)量天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的制作應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，配套的壓力、差壓及Pt100鉑熱電阻的型號(hào)、準(zhǔn)確度和量程應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)工況條件相匹配，尤其是流量積算儀或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配套軟件及計(jì)量模型，應(yīng)等同采用SY/T6143-2004標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算公式，或近AGA ReportNo.3***新版本。
(2)孔板流量計(jì)測(cè)量范圍(量程比)較窄，一般為3∶1或4∶1，但可以在孔徑比0:1≤β≤0:75范圍內(nèi)通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)孔板的內(nèi)徑來擴(kuò)大量程。但要選擇較寬量程比的壓力和差壓變送器，智能積算系統(tǒng)能輸入組份實(shí)時(shí)計(jì)算C值。
(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高，往往無法滿足天然氣管網(wǎng)輸配氣計(jì)量寬量程的需要?？装邃J角邊的磨損、結(jié)垢等因素均會(huì)影響計(jì)量精度。需要經(jīng)常檢查、清洗孔板。用于貿(mào)易交接計(jì)量的測(cè)量天然氣流量和標(biāo)準(zhǔn)孔板、壓力和差壓變送器、溫度變送器和氣相色譜儀等配套器具,需按期檢定。
3.3 引用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快新型流量計(jì)的開發(fā)天然氣是21世紀(jì)日益重要的一次性能源，在天然氣國(guó)際貿(mào)易中，能量計(jì)量幾乎已全面取代傳統(tǒng)的體積計(jì)量，而我國(guó)目前仍采用天然氣體積計(jì)量方式。為了盡快與國(guó)際接軌，引進(jìn)、消化、吸收近幾年發(fā)展起來的天然氣計(jì)量新技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急，使用單位可以與各科研究院所聯(lián)合攻關(guān)，開展天然氣能量計(jì)量的試驗(yàn)工作，并在此基礎(chǔ)上加快技術(shù)裝備、計(jì)量?jī)x表和計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)步伐。為了加快試驗(yàn)開發(fā)的進(jìn)度，建議引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的在線氣相色譜系統(tǒng)和流量計(jì)算機(jī)，在消化引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的天然氣能量計(jì)量系統(tǒng)。
孔板流量計(jì)做保養(yǎng)維護(hù)時(shí)，還需要注意兩個(gè)重要的事項(xiàng)。
1、日常維護(hù)工作主要是清除沉降器或隔離器內(nèi)的積垢，定期從排污口處放掉，在被測(cè)介質(zhì)是高溫高壓腐蝕或有毒流體時(shí)，清除時(shí)要注意安全。
2、差壓變送器的零點(diǎn)有時(shí)發(fā)生漂移，影響測(cè)量精度（特別是流量小、差壓接近下限值時(shí)），要經(jīng)常校對(duì)零點(diǎn)。質(zhì)量好的差壓變送器可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)延長(zhǎng)校零周期至1年，而質(zhì)量差的則可能數(shù)天校一次零點(diǎn)，所以我們建議配用質(zhì)量好的差壓變送器，減輕日常維護(hù)工作量。
4 結(jié)論
影響流量計(jì)的計(jì)量誤差因素很多，如天然氣的組分影響、管道粗糙的影響、上下游用戶計(jì)量方式不同等等。因此，不僅要解決上述的幾個(gè)問題，而且還要改進(jìn)工藝流程，加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)督檢查，提升計(jì)量人員的業(yè)務(wù)水平，熟悉計(jì)量法律法規(guī)及計(jì)量交接協(xié)議的規(guī)定。只有這樣，才能消除流量計(jì)的計(jì)量附加誤差，提高標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性。