孔板安装、清洗、维护受到不能停产的限制而无法进行

                        重庆钢铁股份有限公司是一个耗能大户，能源品种多达二十余种，主要能源流体有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气、氧气、氮气、压缩空气等，能源计量问题一直是公司节能降耗降成本的一件大事。公司是一个大型的老企业，计量设施以前主要采用节流孔板进行流体计量，由于孔板流量计简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命长，价格低廉等优点被广泛使用。但孔板也存在测量范围窄，测量上限和测量下限之比一般仅3：1~4：1；压力损失大，对于低压力的自产煤气测量影响较大，低压力流体测量信号弱，测量误差大，现场安装条件要求较高，安装、清洗必须停产，维护困难，高流速和脏污介质及腐蚀性介质对孔板冲刷，腐蚀影响严重，管道内壁流体介质结晶，孔板前后积液等因素都将严重影响其测量精度。
                           
                        随着企业生产节奏的加快，孔板安装、清洗、维护受到不能停产的限制而无法进行，工业流量测量还普遍存在着大管径、大流量测量的困难，因为孔板流量计随着测量管径的增大会带来制造、运输和安装上的困难，造价提高、能损加大，于是我们引入了能便于在线安装、维护的插入式涡街流量计、插入式涡轮流量计、测管流量计、均速管流量计等。
                            二、测管流量计和均速管流量计的应用
                           
                        测管流量计、均速管流量计等由于其结构简单、重量轻、安装维护方便、压力损失小等优点被很多企业使用于大管径流量计量上，其原理采用皮托静压管的速度面积法测量原理，通过安装在管道内的测量装置的全压取压孔测出管道中全压取压孔所在点的流体的全压（总压），测量装置背流面的静压取压孔测出流量的静压，测量管将全压和静压得出差压△P：
                           
                            式中：V：为测头处流速。m/s
                            △P：测出的差压：Pa
                            ρ：被测介质密度，kg/m3
                            K：测管仪表的校正系数
                            再根据测得流速后计算出管道内的流量。
                           
                        不论是测管流量计或者是均速管流量计都是点流速型，是通过测量管道截面上一点的流速从而推算出管道内整个截面上的平均流速，为得到稳定的流态，仪表安装要求有较长的直管段，在现实生产环境中是很难达到的。而流体在管道中流速的分布受流体介质、温度、粘度、重度及管道内壁粗糙度等因素影响都将发生变化，同时点流速与插入点的位置关系也很大，因此安装要求非常高，要通过一点的流速来测算整个管道内的流速，其测量精度必将是很差的。

孔板流量计
                            
                        孔板流量计是通过测量安装在管路中的同心孔板两侧差压来计算流量的一种检测装置。它由产生差压的一次装置——孔板节流装置和二次检测仪表——差压变送器、压力变送器、温度变送器等组成。据调查，输气管网中孔板流量计的使用率国外约为60%，国内约为90%。
                           
                        采油六厂有7套外输湿气计量系统，均为孔板计量系统。它以能量守恒定律和流动连续性方程为理论依据，应用成熟、可靠的仪表进行差压、压力、温度测量，由流量积算仪或计算机进行计算得到天然气的流量。 产生误差的原因
                           
                        上下游直管段长度不够，气流得不到充分发展，将使计量结果造成较大误差。计量标准规定的zui短直管段长度，在现场实际中一般很难得到满足，特别是由于输气工艺等原因，计量装置的上游往往都存在弯头。如果是单弯头或平面双弯头将使计量结果偏高[1]；对于多个弯头，将使计量结果偏低。
                            2 解决措施
                            应该在节流装置之前加装整流器，避免旋转流、涡流对计量的影响。
                            天然气的气质和气流条件
                            1 产生误差的原因
                           
                        GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准中规定，通过孔板的天然气是经净化处理后的天然气，气流的流动应是保持亚音速的、稳定的或仅随时间缓慢变化的。气流是均匀单相的牛顿流体。若气体含有质量分数不超过2%的固体或液体微粒，且成均匀分散状态，也可以认为是均匀单相的牛顿流体。气流流经孔板以前，其流束应与管道轴线平行，气流流动应为充分发展紊流且无旋涡，管道横截面所有点上的旋涡角小于2°即认为无旋涡。
                            通过计量调查发现，目前在油田天然气计量中约50%的计量点其气流条件具有以下两个特点。
                            （1）气体流量不稳定，并随时间周期性地大幅度变化，属脉动流体。产生脉动源的原因[2]：
                        ①往复式压缩机、发动机和叶片式增压机；②调压阀猛开关或者阀芯松动和磨损；③大量水或油的冷凝物在管线中不规则运动。
                           
                        （2）气质中含水量大，并夹带原油及微量颗粒杂质，气流流经节流装置时产生凝析液。气质、气流条件达不到GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准中规定的要求，必将产生计量附加误差。为了获得准确的计量值，必须抑制气流的脉动及消除气质中的水分和杂质。

流量测量用标准孔板流量计的历史悠久，应用广泛。它的特点是结构简单，使用寿命长，适应性较广。目前，标准节流装置的结构已经标准化，有可靠的试验数据，只要严格遵照GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准中的加工和安装要求，就可以根据计算结果制造和使用，不必单独检定就能保证计量装置的准确性。但由于标准孔板流量计的设计安装要求及气质要求比较苛刻，在实际的工况条件下很难符合标准要求，容易造成流量计产生计量附加误差。结合现场实际情况，对产生计量附加误差的原因进行分析并探讨解决方法。