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，針對生產實際中孔板流量計在天然氣測量中可能產生的主要誤差來源進行分析并提出處理方法。
一、孔板設計及參數設置方面
1.標準孔板流量計設計限值
孔板的孔徑是根據最大流量、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的適用范圍是相互聯系又是相互制約的，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系，但當流量增加到一定程度時，流量與孔板前后產生的差壓的平方根不再成正比例關系，即流量方程式不再成立。當流量繼續增加，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，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時孔板節流裝置按標準規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流體運動狀態限制。雷諾數取下限時對應流體的最小流量。當小于此流量時，流體由紊流變為層流，流體的動力學狀態與標準規定的相差很大，此時的流出系數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。由于孔板節流裝置差壓信號經開方后與流量成正比關系，如當流量為最大流量的1/10時，此時產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，從而使節流件在較高雷諾數下使用；
（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）采用多管并聯形式計量。
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