孔板流量计计量不准确的原因

标准孔板是由机械加工获得的一块圆形穿孔的薄板。它的节流孔圆筒形柱面与孔板上游端面垂直，其边缘是尖锐的，孔板厚与孔板直径比是比较小的。孔板在测量管内的部分应该是圆的并与测量管轴线同轴，孔板的两端面应始终是平整的和平行的。

1 孔板偏心

根据GB2624-81规定，孔板应与节流装置中的直管段对中。实验表明，孔板偏心引起的计量误差一般在2%以内，孔径比β值愈高，偏心率影响愈大，应不用值高的孔板。

2 孔板弯曲

由于安装或维修不当。使孔板发生弯曲或变形， 导致流量测量误差较大。在法兰取压的孔板上进行测试，孔板弯曲产生的最大误差约为3.5%。

3 孔板边缘尖锐度

孔板入口边缘磨损变钝不锐或受腐蚀发生缺口，或孔板管道内部的焊缝或计量法兰垫片，都将使实际流量系数增大和差压降低，造成计算气量偏小。

提高计量精度的措施：

1.消除气流中的脉动流

管道中由于气体的流速和压力发生突然变化，造成脉动流，它能引起差压的波动，而节流装置的流量计算公式是以兰孔板的稳定流动为基础的，当测量点有脉动现象时，稳定原理不能成立，从而影响测量精度，产生计量误差。

脉流流量总不确定度等于按GB/T2624-93计算的测量误差与脉动附加不确定度的合成。

式中：ET-脉动附加不确定度，无量纲； -轴向时均速度，m/s； -速度脉动分量均方根值，m/s。(公式应用条件 ≤0.32)

因此，为了保证天然气计量精度，必须抑制脉动流。常用的措施有：

(1)在满足计量能力的条件下，应选择内径较小的测量管，提高差压和孔径比；

(2)采用短引压管线，减少管线中的阻力件，并使上下游管线长度相等，减少系统中产生谐振和压力脉动振幅增加；

(3)从管线中消除游离液体，管线中的积液引起的脉动可采用自动清管系统或低处安装分液器来处理。

2.计量装置的设计安装应符台SY/T 6143-1996

由于影响孔板流量计测量精度的根本原因是节流装置的几何形状和流动动态是否偏离设计标准。因此在使用过程中必须定期做好系统的校检、维护工作，对于实际使用中的压力、温度、流量等工况参数的变化，应进行及时修正。可采用全补偿的流量计算机的积算方案，以减少计量误差，确保计量精度。

3.避免人为计量误差

加强计量管理，提高操作人员技术素质，积极引进吸收国外先进的天然气计量技术。标准孔板是由机械加工获得的一块圆形穿孔的薄板。它的节流孔圆筒形柱面与孔板上游端面垂直，其边缘是尖锐的，孔板厚与孔板直径比是比较小的。

影响天然气孔板流量装置准确性的因素

20世纪初，孔板流量计就已用于天然气计量，其特点是结构易于复制、简单牢固、性能稳定可靠、使用期限长、价格相对较低。孔板流量装置主要包括3个部分：节流装置、压力/差压变送装置（一次仪表）、运算显示装置（二次仪表）。

根据智能孔板流量装置的3个组成部分，下面分别其中可能存在的影响计量准确性的因素。

一、节流装置中存在的影响因素

在孔板流量计中救了装置的安装至关重要，目前，由于高级孔板阀和标准计量管的推广使用，使得节流装置的加工准确度、安装准确度都有了大幅度提高，正规厂家能达到1级以上。但是，在节流装置的安装中仍需注意以下问题：

1、引压管到变送器的安装方式应采用水平安装，以减少因引压管中积水带来的附加误差。

2、加强节流装置的排污，以减少游离水、固体粉末在孔板处的拥堵，减少因此造成对压力的影响。

3、加强孔板的清洗检查，定期更换孔板，以减少因孔板被冲蚀造成的锐度、粗糙度超标带来的附加误差。

二、天然气计量装置参数的影响

目前，广泛使用的智能孔板流量装置采用计算机运算，大大提高了运算准确度。此时参数的准确性、及时性就成为影响孔板计量装置准确度的重要因素。孔板计量中的压力、差压、温度等参数都是实时在线获取的，这些参数的准确性取决于一次仪表的准确度。

三、天然气计量装置校核周期的影响

根据检定规程的要求，孔板计量装置的检定周期为1年。工业天然气计量装置一部分布在野外，气候、环境条件复杂，装置的稳定性检查就显得尤为重要。为了进一步提高孔板计量装置的稳定性、准确性，有必要加强计量装置的期间校核。

孔板流量计安装不规范引起的误差

目前，孔板流量计在工业生产过程中，绝大部分流量测量都是采用标准节流装置孔板与差压配套使用的。尽管只能差压变送器的精度最高可达0.075级，但由于各种原因，其测量误差往往很大，将它作为工业计量仪表进行使用时，这一问题显得尤为突出。因此测量误差产生的原因和克服方法，具有很重要的现实意义。

虽然标准节流装置孔板的设计计算时通过大量实验总结出来的，不需要实际标定就可直接投入使用，但在安装过程中，有可能出现以下几项不规范甚至错误的情况，从而导致测量误差的产生。

1、孔板前后直管段不符合要求：孔板前后直管段的作用就是为了保证管道内流体的流动稳定，但由于工艺管道上常有拐弯、分叉、汇合等阻力件出现，使流体稳定变为扰动，从而导致测量误差。消除方法是按照前后管道要求，合理设计节流装置的安装位置。

2、孔板上下游面受损或孔板法兰垫片凸出管道内：在运输孔板或施工人员安装孔板过程中，容易造成上下游面受损或法兰垫片凸出管道内，从而导致测量误差。消除方法是提高施工人员的技术素质和责任心。施工人员在安装孔板前应仔细检查孔板片，若发现孔板上下游面受损，应及时更换；在安装孔板过程中应避免损坏孔板片；安装法兰垫片时，要使法兰垫片中心线和管道中心线一致。

3、孔板上下游面反装：安装前，应正确辨认管道内介质流向及孔板方向，否则将导致测量值偏低。这是因为施工人员的粗心所致，消除方法就是在安装孔板时，使孔板上标有“+”的面处在流向的上游侧。

4、不同孔板装错位置：这种情况一般在试车阶段特别容易出现。在试车阶段，各工艺管道需要多次吹扫，频繁拆装孔板。若孔板尺寸一样，稍不注意就会出现差错，调换孔板即可恢复正常。

安装孔板流量计导压管的注意事项

孔板流量计节流装置与差压变送器配套使用，可测量液体、蒸汽、气体的流量，孔板流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工等部门。   

孔板流量计针对不同的介质，取压管的取压方向是相对不同的。现场应用主要分为一体式和分体式安装，但是差压取压导压管在安装的时候还是有一定规定的。孔板流量计与其他差压式的流量计也都是一样。下面就给大家介绍下安装孔板流量计取压管时应该注意的地方：

1、介质为蒸汽时：

应使导压管内充满冷凝液，因此在取压点的出口处要装设凝液罐，其它安装同液体。

2、介质为气体时：   

差压变送器应装在节流装置的上面, 防止导压管内积聚液滴，取压点应在工艺管道的上半部引出
7 ~* ^: ]. o# o) ?: q* C# [( p3、介质为液体时：   

差压变送器应装在节流装置下面，取压点应在工艺管道的中心线以下引出（下倾45°左右），导压管最好垂直安装，否则也应有一定斜度。当差压变送器放在节流装置之上时，要装置贮气罐
& s& m2 g/ Y5 k0 a, G    4、介质具有腐蚀性时：   

可在节流装置和差压变送器之间装设隔离罐，内放不与介质有互溶的隔离液来传递压力，或采用喷吹法等。

孔板流量计孔径比对天然气输差的影响

孔板流量计又称差压式流量计，是由一次检测件和二次装置（差压变送器和流量显示仪）组成。广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单，维护方便，性能稳定，使用可靠等特点。

根据误差理论，标准孔板配二次仪表组成的流量计量系统的误差由随机误差、已定系统误差、未定系统误差三部分组成。由于天然气的原始计量结果是取多次测量的平均值，根据误差理论可知，在测量次数足够多的情况下，可以忽略测量产生的随机误差。对于已定系统误差，一般在测量中力求对已定系统误差作修正处理，所以理论分析讨论计量装置的误差实际上只考虑仪表本身带来的未定系统误差。未定系统误差的大小可以用流量测量的不确定度来计算。一般而言，孔径比值越高，不确定度也就越大，因此应避免采用孔径比大的孔板。另外，孔板弯曲或变形、孔板流量计的孔板锐边、截面及流线的变化、管道内的腐蚀物、管道内壁的相对粗糙度都会对输差构成一定的影响。

孔板变形对流量测量的影响

(1)孔板变形的原因 孔板变形的事件发生得并不多。标准孔板变形常常表现为A面（迎流面）下凹，B面突出，严重时就像脱了底的铁锅。

发生变形的孔板往往口径较大，流体温度高，例如过热蒸汽，孔板厚度相对较薄的环室取压的节流装置。由于加工制造时孔板和环室温度低，接近室温，而在实际使用时温度高，因此它们的几何尺寸都发生了显著的变化。由于环室的材质一般为碳钢，线膨胀系数一般以11×10－6℃－1计，而孔板的材质为不锈钢，线膨胀系数一般以16×10－6℃－1计，所以膨胀系数的差值为5×10－6℃－1。当节流装置投入使用后，与高温流体接触，孔板和环室都相应膨胀，其中孔板外径膨胀的增量要比环室相应部位内径膨胀的增量大，所以，加工制造时必须通过计算留有足够的膨胀间隙。

变形孔板拆开检查时往往发现上述间隙并不小，将孔板与环室按最高工作温度计算，仍然有一定的间隙，既然如此，为什么还会出现变形呢？

有一点是可以肯定的，即孔板变形是由于受热膨胀后，孔板外径与环室之间的间隙消失，孔板继续膨胀时由于无法向外径方向扩大，于是在孔板两边差压的作用下，产生出口侧凸出的变形。

对发生孔板变形的现场进行调查时，常常会发现相关联的线索。

①同正负环室结合处泄漏有关。无法用旋紧螺栓的方法消除泄漏，于是拆下节流装置更换密封垫片，然后发现孔板变形。

②同天气有关。节流装置本来无泄漏现象，由于天气暴冷，西北风劲吹，引起正负环室结合处泄漏。

③同节流装置处绝热保温不佳有关。保温良好的节流装置未出现泄漏现象。

将上述相关线索联系起来可对孔板变形原因作出推理分析。节流装置设计计算时，孔板外径与环室配合处的间隙留得足够大是假定孔板和环室温度相同，但实际上不可能相同，孔板被环室包围着，而且有高温流体为其提供热量，所以温度高，得到充分膨胀。而环室内圆与流体接触，但外圆与大气接触，加上“保温不佳”、“天气暴冷”、“西北风劲吹”等因素，使其温度下降得很低，从而导致预留的间隙不够用，引起孔板变形。

孔板变形与正负环室处泄漏相关联，如果不是因为密封垫片损坏造成泄漏，就是因为孔板变形后导致正负环室之间的间隙增大，密封垫片与环室之间出现缝隙。

（2）孔板变形的解决方法 在找到了孔板变形的根本原因之后，预防孔板变形就有了简单而有效的方法，即设计计算时，考虑到环室的温度可能比孔板低得多的实际情况，合理计算间隙。计算时环室外圆处温度不应高于100℃。

对于已经变形而检定不合格的孔板只能报废。

（3）孔板变形引起的流量测量误差估算 孔板变形对流量测量示值的影响，现在还没有标准，也无实验数据，但是影响方向是显而易见的。

孔板变形的程度差异较大，严重变形时，其形状与喷嘴有些相似，从节流装置的标准知，标准孔板的流出系数约0.6多一些，而喷嘴的流出系数约为0.99，以此为基础进行分析，孔板变形后其实际流出系数相应增大，流量示值相应偏低。严重变形时，如果假定其流出系数与喷嘴接近，则流量示值将要降低到应有示值的60％左右。因此有理由说孔板变形后流量示值可能会比应有示值低0～40％R。

孔板流量计采用防冻断绝器时的应用

现在的孔板流量计采用了特有的防冻断绝器，在测量蒸汽时，不需伴热、保温及冷凝器，使结构大为简化，便于现场安装。不但节省了大量的能源，而且流量计庇护量大大减少。而传统孔板流量计在测量蒸汽时，为了使导压管中的蒸汽冷凝，并使正负导压管中的冷凝液面有相等的高度，且保持恒定，在正负导压管线中都各装有一个冷凝器。同时为了保证差压变送器在冰冷的环境中正常事变，还须配有伴热保温装置，其结构庞大复杂，而且浪费能源。

充满孔板流量计管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时，流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

孔板流量计又称为差压式流量计，是由一次检测件和二次安装构成，普遍使用于气体、蒸汽和液体的流量测量。具有构造简略，维修便利，功能不变，运用牢靠等特点。在管道内部装上孔板节省件，因为节省件的孔径小于管道内径，当流体流经节省件时，流束截面忽然缩短，流速加速。节省件后端流体的静压力降低，于是在节省件前后发生静压力差，该静压力差与流体过的流体流量之间有确定的数值关系、契合。用差压变送器 (或差压计)测量节省件前后的差压，完成对流量的测量。节省安装的装置和合用于下列管段和管件有关：节省件上游侧第一阻力件、第二阻力件，节省件下右侧第一阻力件，从节省件上游第二阻力件到下流第一阻力件之间的管段以及差压讯号管路等。

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