一、概述

孔板流量計是目前應(yīng)用范圍非常廣，技術(shù)成熟的流量計。流量積算儀做為孔板計量的處理單元，對天然氣計量中誤差的影響尤為重要。

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

二、誤差產(chǎn)生的原因

2.1 計量參數(shù)

孔板是孔板流量計的關(guān)鍵部件，直接影響流出系數(shù)，對系統(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

(1)存在問題。孔板在使用過程中，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?？装迨褂媚晗薏煌谕裙r下，比實際流量偏低，按孔板使用年限極限10年計，可偏低10%。

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

式中，t-為孔板使用年限。

2.1.2 孔板開孔直徑的修正

孔板開孔直徑是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所得，當(dāng)現(xiàn)場溫度較高時，考慮到膨脹系數(shù)，孔板孔徑值將變化，造成孔板實際大小與系統(tǒng)參數(shù)不-致。在部分積算系統(tǒng)中，沒考慮溫度原因造成的孔板開孔直徑的補償，從而引進(jìn)了計量附加誤差。同等材質(zhì)的孔板，溫度越高，計量誤差也就越高，造成的計量數(shù)據(jù)比實際產(chǎn)量要低。

孔板開孔直徑溫度補償積算公式：

d=d20[1+Ad(t1-t20)(式2)

式中，Ad一孔板材料的線膨脹系數(shù)；

t20一計量溫度。

2.2 流量補償引入誤差

2.2.1 積算儀補償引入誤差

流量補償是指在清洗孔板等操作過程中，對現(xiàn)場信號中斷流量漏失的補償。

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

在用部分流量積算系統(tǒng)未根據(jù)供氣類型，選擇補償方式。以某外銷點為例，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%。如果采用前補償?shù)姆绞?，造成了流量積算系統(tǒng)累積產(chǎn)量比實際產(chǎn)量偏低。

2.2.2 積算儀補償系數(shù)引入誤差

孔板清洗期間，由于無阻流件,流量是要增加的，流量增加的幅度與孔板的孔徑、管線運行壓力都有關(guān)系。通過兩套并聯(lián)計量裝置試驗，瞬時流量增加幅度在30%~40%。

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

三、校驗及修正

流量積算系統(tǒng)的校驗包括：通道信號轉(zhuǎn)換誤差校驗、流量積算相對誤差校驗和流量積算回路合成誤差校驗。

3.1 轉(zhuǎn)換誤差校驗

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

校驗方法：

包括上、下行程，每行程平均取5個點，改變.電壓信號至各校驗點，讀取積算機顯示，之后算出通道轉(zhuǎn)換誤差：

△A=As-A(式3)

式中，△A一示值誤差；

As--各效驗點的實際輸出值；

A--各校驗點的理論輸出。

3.2 相對誤差校驗;

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

△X=(S1-S2)/S2X100%(式4)

式中，△X——流量相對誤差；

S1——被檢積算儀流量；

S2--標(biāo)準(zhǔn)積算儀流量或經(jīng)確認(rèn)的理論流量值。

3.3 合成誤差校驗：

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

△Sn=(As-A)/SX100%(式5)

式中，△Sn一各校驗點合成誤差；

As一各校驗點實際輸出值；

A一各校驗點理論輸出值；

S一一變送器量程。

3.4 誤差分析

通道信號轉(zhuǎn)換誤差、流量積算相對誤差和流量積算回路合成誤差的側(cè)重點不同，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。中者側(cè)重于流量程序的驗算誤差，包括計量參數(shù)管理、壓縮因子、真實相對密度的計算等。后者包含現(xiàn)場儀表和通道信號轉(zhuǎn)換誤差兩部分，是一個綜合誤差，該誤差極為關(guān)鍵。

四、建議

(1)制定計量積算系統(tǒng)校驗規(guī)范,明確校驗內(nèi)容、誤差積算方法等，對計量系統(tǒng)特別是外銷計量管理規(guī)范化。

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

(3)對關(guān)鍵或氣源復(fù)雜計量點，安裝氣相色譜儀錄取實時物性參數(shù)：無條件計量點，可適當(dāng)調(diào)節(jié)取樣周期，及時修改組分，提高計量準(zhǔn)確度，防止糾紛發(fā)生。

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