[摘要(yao)]現場使用(yong)的孔闆流(liu)量計 在孔(kong)闆清洗時(shi)無法計量(liang)天然氣流(liu)量，計量的(de)公平、公正(zheng)性無法得(de)到保證。實(shi)際生産中(zhong)常通過經(jing)驗方法進(jin)行估算，未(wei)引入🚶‍♀️進行(hang)補償，國家(jia)相關标準(zhun)也未說明(ming)是✂️否需要(yao)進行流量(liang)補償以及(ji)補♍償的方(fang)法。通過對(dui)孔闆流量(liang)計的🚶‍♀️工作(zuo)原理及清(qing)洗維護時(shi)天然氣流(liu)态的分析(xi)，在現場采(cai)用孔闆流(liu)量計并聯(lian)和孔🏃‍♂️闆流(liu)量計與🌂超(chao)聲波流量(liang)計串‼️聯兩(liang)種方式，對(dui)孔闆清洗(xi)期間的天(tian)然💃🏻氣流量(liang)進行比對(dui)。結果表明(ming)全年清洗(xi)48次，則估算(suan)流量與實(shi)際流量相(xiang)差約3.4x10m3。結論(lun)如下☀️:(1)管道(dao)内孔闆的(de)存在與否(fou)，對管道内(nei)天然氣流(liu)動有較大(da)影響:(2)孔闆(pan)清洗期間(jian)實際流量(liang)和經驗估(gu)算量有較(jiao)大差值:(3)孔(kong)闆流量計(ji)🔴清洗期間(jian)進行流量(liang)補償⚽是必(bi)要的。
　　标準(zhun)孔闆流量(liang)計是一種(zhong)非常成熟(shu)的流量計(ji),在多年的(de)試⭕驗☁️和使(shi)用過程中(zhong)積累了大(da)量的數據(ju)和經驗，以(yi)其耐高壓(ya)，安裝🏃使用(yong)維護方便(bian)等諸多優(you)點在我國(guo)天然氣計(ji)量中占有(you)主導地位(wei)叫。随着國(guo)家重點工(gong)程西氣東(dong)輸管道的(de)全線⭕通氣(qi),我國天然(ran)氣的應用(yong)開始了一(yi)個新的裏(li)程。天然氣(qi)管道的迅(xun)速發🐪展，要(yao)求對天然(ran)氣流量進(jin)行更💋加正(zheng)确的計量(liang)。天然氣在(zai)生産集輸(shu)過程中，天(tian)然氣氣質(zhi)🐅中含有從(cong)地下🌂帶出(chu)的油水及(ji)砂粒粉塵(chen)，因此，天然(ran)氣在高速(su)流動中不(bu)斷沖刷管(guan)道和設備(bei)，将會在孔(kong)闆表面沉(chen)積大量污(wu)物，使天然(ran)氣🔞流量計(ji)量嚴重偏(pian)離正常值(zhi)，必須通過(guo)周期性🤟清(qing)洗孔闆來(lai)💜糾正偏差(cha)。而在孔闆(pan)流量計清(qing)洗過程中(zhong)，由于沒有(you)☂️孔闆節流(liu)，計量将停(ting)止，累積也(ye)就終💃🏻止，而(er)清洗孔闆(pan)時，又不能(neng)停止供給(gei)天然氣,孔(kong)闆清洗期(qi)間的天然(ran)氣流量無(wu)法正确獲(huo)得。現🚶‍♀️行國(guo)家标準GB/T21446-2008《用(yong)标準🐉孔闆(pan)流量計測(ce)量🤟天然氣(qi)流量》規定(ding)了在天然(ran)氣輸送過(guo)程中的流(liu)量計🛀算公(gong)式，但無孔(kong)闆流量🌈計(ji)清洗期間(jian)的流量計(ji)算公式,也(ye)未說⁉️明孔(kong)闆流量計(ji)清洗期間(jian)是否需要(yao)進行流量(liang)補償以及(ji)如何補償(chang)。
1孔闆流量(liang)計清洗期(qi)間流量補(bu)償現狀
　　在(zai)實際工作(zuo)中,孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間流經(jing)的天然氣(qi)流量一般(ban)通過經驗(yan)方法進行(hang)估算，未進(jin)行流量補(bu)償🆚。主要采(cai)用以下🧑🏾‍🤝‍🧑🏼三(san)種方式估(gu)算:
第一種(zhong):記錄孔闆(pan)清洗前n(n<=20)分(fen)鍾的每秒(miao)平均量，再(zai)記錄清洗(xi)過程中的(de)時間，即累(lei)積秒數，孔(kong)闆清洗期(qi)間估算的(de)流量就是(shi)兩者的乘(cheng)積。
第二種(zhong):在孔闆清(qing)洗完畢後(hou)，從計量系(xi)統上電開(kai)始計量起(qi),采集🚶‍♀️n(n<=20)分鍾(zhong)的每秒平(ping)均量，孔闆(pan)清洗期間(jian)估算的流(liu)量就是每(mei)秒平均量(liang)與清洗孔(kong)闆過程中(zhong)累積時間(jian)秒數的🌐乘(cheng)積。
第三種(zhong):記錄孔闆(pan)清洗前n(n<=20)分(fen)鍾的每秒(miao)平均量，孔(kong)闆🥵清洗結(jie)束,從計量(liang)系統上電(dian)開始計量(liang)起，再記錄(lu)n(n<=20)分鍾的每(mei)秒平均量(liang),然後将兩(liang)個平均量(liang)再做平均(jun),孔闆清洗(xi)期間估算(suan)的流量就(jiu)是最後的(de)平均秒流(liu)量與清洗(xi)孔闆過程(cheng)的🐪時間秒(miao)累積的乘(cheng)積。
　　通過經(jing)驗方法估(gu)算孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間的流(liu)量,就是平(ping)均瞬時流(liu)量與孔闆(pan)清洗時間(jian)的乘積。孔(kong)闆流量計(ji)清洗期間(jian)，沒有節🔴流(liu)件，流速将(jiang)增加，除了(le)利用平均(jun)瞬時流🥵量(liang)來估♍算，還(hai)需🈲不需要(yao)另外進行(hang)流量補償(chang)呢?在行業(ye)領🔆域中主(zhu)要有兩種(zhong)認識:一種(zhong)認爲，孔闆(pan)流量計清(qing)洗時間短(duan)，天然氣在(zai)封閉管道(dao)中流動，流(liu)量變化很(hen)小，無需補(bu)償;另一種(zhong)認爲，在孔(kong)闆提出瞬(shun)間，流速增(zeng)加，流量增(zeng)大，應該補(bu)償。行業領(ling)域内的這(zhe)兩種觀點(dian)目☔前都尚(shang)未得到有(you)效實驗論(lun)證，無法準(zhun)确指導現(xian)場應🈲用，因(yin)此💞，有必要(yao)通過理論(lun)進💚行分析(xi)，并通過實(shi)驗來論證(zheng)。
2孔闆流量(liang)計工作原(yuan)理
　　差壓式(shi)孔闆流量(liang)計 是基于(yu)流體流動(dong)的節流原(yuan)理，利用流(liu)體流經節(jie)流元件時(shi)産✌️生的壓(ya)力差與其(qi)流量間的(de)對應關系(xi)，通過測量(liang)壓差實現(xian)對流量的(de)測量。充滿(man)管道的流(liu)體🈲，當它們(men)流經管道(dao)内的節流(liu)裝置時，流(liu)束将在節(jie)流裝置的(de)節流件處(chu)形成局部(bu)收縮，從而(er)使流速增(zeng)加😄，靜壓力(li)低，于是在(zai)節流件🧡前(qian)後便産生(sheng)了壓力降(jiang)，介質流動(dong)的流🌈量⭐越(yue)大，在節流(liu)件前後産(chan)生的壓差(cha)就越大，所(suo)以孔闆流(liu)量計可以(yi)通過測💘量(liang)壓差來衡(heng)量流體流(liu)量的大小(xiao)。流體流動(dong)的流量越(yue)💁大🥰，在節流(liu)件前後産(chan)生的壓差(cha)就越大，所(suo)以孔闆流(liu)量計可以(yi)通過測量(liang)壓差來衡(heng)量流體流(liu)量的大小(xiao)。這種測量(liang)方✨法是以(yi)能量守衡(heng)定律和🥵流(liu)動連續性(xing)定律爲基(ji)準💯的。
　　孔闆(pan)以開孔銳(rui)利度來保(bao)證精度，對(dui)腐蝕、磨損(sun)、結垢、髒🔴污(wu)敏感，長期(qi)使用精度(du)難以保證(zheng)，在天然氣(qi)輸送中，孔(kong)闆大量的(de)接觸重烴(ting)、泥沙等，需(xu)經常拆下(xia)清洗。孔闆(pan)流🔞量計清(qing)洗前與清(qing)洗期間天(tian)然氣流态(tai)見圖1、圖2。
 
　　GB/T21446-2008《用(yong)标準孔闆(pan)流量計測(ce)量天然氣(qi)流量》中，天(tian)然氣在标(biao)☎️準參比條(tiao)件下的體(ti)積流量實(shi)用公式爲(wei):
 
式中:
qvn一天(tian)然氣在标(biao)準參比條(tiao)件下的體(ti)積流量;
Avn一(yi)體積流量(liang)計量系數(shu)是采用計(ji)量單位而(er)定;
C一流出(chu)系數;
E一漸(jian)近速度系(xi)數;
d一孔闆(pan)開孔直徑(jing)，mm;
Fc一相對密(mi)度系數;
ε一(yi)可膨脹性(xing)系數;.
Fz一超(chao)壓縮系數(shu);
FT一流動溫(wen)度系數;
P1一(yi)孔闆上遊(you)側取壓孔(kong)氣流絕對(dui)靜壓，MPa;
△P一氣(qi)流流經孔(kong)闆時産生(sheng)的差壓，pa.
　　當(dang)孔闆流量(liang)計處于清(qing)洗過程中(zhong)，孔闆被搖(yao)至上閥腔(qiang)後，此時💃無(wu)壓差△P産生(sheng),也就無法(fa)用此公式(shi)對天然氣(qi)流量進行(hang)計算。
3現場(chang)實驗
3.1并聯(lian)孔闆流量(liang)計比對實(shi)驗
　　從一個(ge)完整的計(ji)量支路來(lai)看，隻要它(ta)與下遊之(zhi)間存在壓(ya)🌂差,将孔闆(pan)提出計量(liang)管後，計量(liang)管段處于(yu)全通狀态(tai)，氣流通過(guo)的橫截面(mian)積驟然增(zeng)加，由于缺(que)少阻力元(yuan)✌️件孔闆🛀🏻的(de)節流🤩作用(yong)，此時通過(guo)的天然氣(qi)流🏃‍♀️速增加(jia)，總量也會(hui)随之增加(jia)7。
　　爲了論證(zheng)這個理論(lun)，選擇-一個(ge)上、下遊氣(qi)源相對穩(wen)定的👌計量(liang)🙇‍♀️點，站場彙(hui)管上并聯(lian)安裝有兩(liang)條規格型(xing)🔆号、工📱藝布(bu)局完全相(xiang)似的孔闆(pan)流量計J1、J2(DN150,表(biao)壓3.2MPa)進行實(shi)驗(圖3、圖4)。
 
　　實(shi)驗方法:選(xuan)擇在上下(xia)午不同時(shi)段，分别清(qing)洗J1和J2共做(zuo)兩🍓次實驗(yan)。清洗孔闆(pan)流量計J1(J2)，在(zai)清洗過程(cheng)中，J1(J2)由于缺(que)少阻力元(yuan)件㊙️孔闆的(de)節🌍流作用(yong)，彙管中絕(jue)大部分天(tian)然氣流向(xiang)J1(J2),J2(J1)瞬時流量(liang)(以下簡稱(cheng)瞬量)減少(shao)，而彙管總(zong)瞬量(J1與J2的(de)瞬量之和(he))在孔闆流(liu)量計清洗(xi)前後基本(ben)穩定，通過(guo)彙管總瞬(shun)量減去J1(J2)清(qing)洗期間J2(J1)平(ping)均瞬量，來(lai)推算出J1(J2)清(qing)洗期間流(liu)經JI(J2)的天然(ran)氣大緻瞬(shun)量。利用天(tian)然氣大緻(zhi)瞬量估算(suan)的流量，與(yu)按照經驗(yan)方法三(清(qing)洗前後20分(fen)鍾平均🥵瞬(shun)時流量)估(gu)算的💔流量(liang)進行對比(bi)。
3.1.1第一次實(shi)驗:清洗孔(kong)闆流量計(ji)JI(14分鍾)
(1)清洗(xi)孔闆流量(liang)計J1，清洗前(qian)、中、後J1、J2、總瞬(shun)量如表1所(suo)示。
 
　　從表1室(shi)驗數據可(ke)以看出，總(zong)瞬量在孔(kong)闆清洗前(qian)和清洗後(hou)
　　基本一緻(zhi)，由此可推(tui)算J1清洗期(qi)間瞬量qJ1及(ji)總流量QJ1:
J1清(qing)洗期間瞬(shun)量qJ1=926295-337685=588610(m3/d)，
J1清洗期(qi)間總流量(liang)QJ1=588610÷24÷60x14=5723(m3)
(2)清洗孔闆(pan)流量計J1,清(qing)洗前、後20分(fen)鍾J1瞬量如(ru)表2所示。
J1清(qing)洗期間瞬(shun)量qu'=(389773+407071)+2=398422(m3/d)
J1清洗期(qi)間總流量(liang)Q1'398422÷24÷60×14=3874(m3)
　　從第一次(ci)實驗可以(yi)看出，孔闆(pan)流量計J1清(qing)洗期間的(de)♍實際流量(liang)約爲5723m3，利用(yong)經驗方法(fa)估算的流(liu)量爲3874m3，兩者(zhe)相差47.7%，1.48倍。
 
3.1.2第(di)二次實驗(yan):清洗孔闆(pan)流量計J2(21分(fen)鍾)
(1)清洗孔(kong)闆流量計(ji)J2，清洗前、中(zhong)、後J1、J2、總瞬量(liang)如表3所示(shi)。
 
從表3實驗(yan)數據可推(tui)算J2清洗期(qi)間瞬量qJ2及(ji)總流量qJ2:
J2清(qing)洗期間瞬(shun)量qJ2=1125766-233185-892581(m3/d)
J2清洗期(qi)間總流量(liang)QJ2=892581+24+60x21=13017(m3)
(2)清洗孔闆(pan)流量計J2,清(qing)洗前、後20分(fen)鍾J2瞬量如(ru)表4所示。
 
J2清(qing)洗期間瞬(shun)量qu2'=(664076+700873)+2-682475(m3/d)
J2清洗期(qi)間總流量(liang)QJ2=682475+24+60x21=9953(m3)
　　從第二次(ci)實驗可以(yi)得出，孔闆(pan)流量計J2清(qing)洗期間的(de)實際流量(liang)約爲13017m3,利用(yong)經驗方法(fa)估算的流(liu)量爲9953m3，兩者(zhe)相差30.8%，1.31倍。
3.2串(chuan)聯孔闆流(liu)量計與超(chao)聲波流量(liang)計比對實(shi)驗
　　爲了進(jin)一步論證(zheng)在孔闆清(qing)洗期間應(ying)進行流量(liang)補償，選擇(ze)一個無人(ren)值守單井(jing)站，該站井(jing)口産量較(jiao)小，場站🏒工(gong)藝簡單🌐，有(you)孔闆流量(liang)計和超聲(sheng)波流量計(ji)串聯，且兩(liang)套裝置的(de)直徑、工藝(yi)布💃🏻局完全(quan)相似。.上遊(you)爲高級孔(kong)闆閥，下遊(you)爲超聲波(bo)流量計置(zhi)，管徑爲DN100，壓(ya)力🚶爲2.5MPa,兩台(tai)裝置相鄰(lin)不足20米。見(jian)圖5、圖6。
 
 
　　實驗(yan)方法:清洗(xi)上遊孔闆(pan)流量計，上(shang)、下午共清(qing)洗兩次，記(ji)錄在上👈遊(you)孔闆流量(liang)計清洗期(qi)間，流經下(xia)遊超聲波(bo)裝置🍉的天(tian)然氣流量(liang)，推算清洗(xi)期間流經(jing)孔闆流量(liang)計的天然(ran)氣流量大(da)緻範圍。
3.2.1第(di)一次實驗(yan):清洗孔闆(pan)流量計16分(fen)鍾
(1)清洗孔(kong)闆流量計(ji)前、後20分鍾(zhong)瞬量如表(biao)5所示。
清洗(xi)期間瞬量(liang)q=(50355+50515)÷2=50435(m3/d)
清洗期間(jian)總流量Q=50435+24-60x16==560(m3)
(2)清(qing)洗孔闆流(liu)量計期間(jian)，下遊超聲(sheng)波流量計(ji)累積流🏃🏻量(liang)🏃‍♂️如表6所示(shi)。
 
 
　　上遊孔闆(pan)流量計清(qing)洗期間流(liu)經下遊超(chao)聲波流量(liang)計💘的總流(liu)量Q=33464622-33463894=698(m3)
　　從第一(yi)次實驗可(ke)以得出,孔(kong)闆流量計(ji)清洗期間(jian)的實際流(liu)量約♌爲698m3，利(li)用經驗方(fang)法估算的(de)流量爲560m3,兩(liang)者相差25%，1.25倍(bei)。
3.2.2第二次實(shi)驗:清洗孔(kong)闆流量計(ji)15分鍾
(1)清洗(xi)孔闆流量(liang)計前、後20分(fen)鍾瞬量如(ru)表7所示。
 
清(qing)洗期間瞬(shun)量q=(45213+45438)+2=45326(m3/d)
清洗期(qi)間總流量(liang)Q=45256÷24÷60x15=471(m3)
(2)清洗孔闆(pan)流量計期(qi)間，下遊超(chao)聲波流量(liang)計累積流(liu)量如表8所(suo)示。
 
　　上遊孔(kong)闆流量計(ji)清洗期間(jian)流經下遊(you)超聲波流(liu)量計的總(zong)流量Q=33478820-33478227=593(m3)
從第(di)二次實驗(yan)可以得出(chu)，孔闆流量(liang)計清洗期(qi)間的實際(ji)流量約爲(wei)593m3,利用經驗(yan)方法估算(suan)的流量爲(wei)471m3,兩者相差(cha)💋.26%，1.26倍。
4結論
　　從(cong)現場實驗(yan)可以得知(zhi)，在孔闆流(liu)量計清洗(xi)期間，由于(yu)缺少⭐阻力(li)元件孔闆(pan)的節流作(zuo)用，管道内(nei)天然氣的(de)流速加💔快(kuai)，流經孔闆(pan)流量計的(de)流量增加(jia)。因此，利用(yong)經驗方法(fa)(平均瞬時(shi)流量)估算(suan)的流🌐量與(yu)實際流量(liang)相差較⭕大(da)。四次現場(chang)實驗，實際(ji)流量與估(gu)算流量相(xiang)差最小爲(wei)25%，1.25倍，最大爲(wei)47.4%，1.48倍✍️。假設某(mou)天然氣場(chang)站每天生(sheng)産的天然(ran)氣爲5x106m3,每周(zhou)清洗一🌈次(ci)，每次20分鍾(zhong),按照實際(ji)流量與估(gu)算流📧量相(xiang)差1.25倍計算(suan),則估算流(liu)量與實際(ji)流量相差(cha)約69445m3。全年清(qing)洗48次，則相(xiang)差約3.4x106m3。清🔴洗(xi)次數越多(duo)、時間越長(zhang)，流量損失(shi)也就越大(da)。如果不進(jin)行流量補(bu)償，勢必會(hui)造成估算(suan)的天然氣(qi)流量偏低(di)，有失計📧量(liang)的公平、公(gong)正。因此，在(zai)估算㊙️天然(ran)氣流量時(shi)進行補償(chang)是非常必(bi)要的。

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