孔板流量计测量气体误差的原因

　　一、孔板流量计测量天然气的误差原因

　　上下游直管段长度不够，气流不充分发达，会造成测量结果误差较大。计量标准规定的较短直管长度在现场实践中一般难以满足，特别是由于输气技术等原因，计量装置的上游往往存在弯头。如果是单弯头或平面双弯头，测量结果会高；对于多个弯头，测量结果会很低。

　　二、解决方案

　　节流装置前应安装整流器，以避免旋转流量和涡流对计量的影响。

　　天然气的气体质量和气体流动条件

　　1、错误的原因

　　GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》规定，通过孔板的天然气为净化天然气，气体流量应为亚音速、稳定或只随时间缓慢变化。气流是均匀的单相牛顿流体。如果气体中固体或液体颗粒的质量分数不超过2%，并且处于均匀分散状态，也可以认为是均匀的单相牛顿流体。空气流过孔板前，其流束应与管道轴线平行，气流应充分发展成无涡流的紊流。管道横截面各点的涡流角小于2°，意味着没有涡流。通过测量调查，发现油田天然气测量中约50%测点的气体流动状况具有以下两个特点。

　　(1)气体流量不稳定，随时间周期性变化较大，属于脉动流体。脉冲源产生的原因[2]:①往复式压缩机、发动机、叶片式增压器；(2)调压阀启闭剧烈或阀芯松动磨损；③大量的水或油的冷凝物在管道中不规则地运动。

　　(2)气体含有大量的水，并携带原油和微量颗粒杂质。当气体流经节流装置时，会产生冷凝水。如果气体质量和气体流量条件不符合GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》中规定的要求，将不可避免地产生额外的测量误差。为了获得准确的测量值，需要抑制气流的脉动，消除空气质量中的水分和杂质。

　　2.解决方法

　　(1)将测量管安装在有利于消除脉动的位置，例如，压力调节阀的入口或远离脉动源的位置。

　　(2)为了减小脉动幅度，可以在脉动源和测量管之间的管道上安装一个容器，或者设计一个专用的脉动衰减器。通过在脉动源和测量管之间安装节流阀或限流器来减少脉动是较有效的方法，但是这种方法太大，除非条件允许，否则不能使用。

　　(3)在压差保持较高的前提下，可以使用较小的测量管，而孔板直径基本不变。

　　(4)在流量计的前后压力管出口处安装一定体积的气液分离器，使进入流量计的差压和静压信号在进入计量装置前得到分离和缓冲。

　　(5)先导管道上的上下游先导阀应为大直径球阀。

　　(6)为了防止压力管道冻结堵塞，必须对压力管道进行保温，并增加加热补偿保温措施。

　　(7)下游波动源引起计量点气体流量脉动时，可调节(关小)流量计下游阀门的阀门位置，以减小计量点气体流量脉动幅度。试验证明，通过关小计量管下游阀门来控制气流脉动的效果非常明显，这种方法在实际使用中必须在保证安全生产的情况下进行。

　　实验证明，上述方法能有效抑制气流脉动，消除气体中的水分和杂质，降低流量计的附加测量误差。