[摘要]天然氣一般采用管道輸送，計(jì)量具有連續(xù)性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)計(jì)量誤差，長(zhǎng)年累月之后，這個(gè)誤差將非常大。因?yàn)樘烊粴庥?jì)量誤差的存在，導(dǎo)致天然氣計(jì)價(jià)存在偏差，引發(fā)了很多貿(mào)易糾紛問(wèn)題，而且一般都在百萬(wàn)元以上，對(duì)企業(yè)和用戶的利益造成重大損失。從孔板流量計(jì)和渦街流量計(jì)兩方面探討天然氣計(jì)量?jī)x表的改進(jìn)。
　　目前，我國(guó)使用的天然氣計(jì)量?jī)x表中，孔板流量計(jì)由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，是企業(yè)和用戶的首選，占有相當(dāng)大的市場(chǎng)比例。我國(guó)對(duì)天然氣儀表的設(shè)計(jì)起步較晚，上世紀(jì)70年代以后才逐漸發(fā)展起來(lái)，我國(guó)的專家學(xué)者參照國(guó)外的一些標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)的天然氣輸送現(xiàn)狀，制定了一系列的天然氣儀表設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修和管理標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)這些標(biāo)準(zhǔn)并不完善，與國(guó)外的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)還存在一定的差距，主要體現(xiàn)在：天然氣計(jì)量?jī)x表的質(zhì)量較低；缺少配套設(shè)備和智能附件；計(jì)量精度有待提高。目前天然氣計(jì)量日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，要投入更大的精力來(lái)研發(fā)天然氣計(jì)量?jī)x表，完善當(dāng)前的天然氣流量計(jì)，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出功能完善的新型天然氣流量計(jì)[1]。
1孔板流量計(jì)的改進(jìn)
1.1孔板流量計(jì)
　　當(dāng)天然氣通過(guò)流量計(jì)的孔板時(shí)，橫截面積減小，速度增加，相應(yīng)的壓強(qiáng)減小，并且減小的程度與流體速度成正比。所以可以通過(guò)檢測(cè)壓差來(lái)推算流速，再根據(jù)孔板橫截面積的大小計(jì)算出流量。天然氣孔板流量計(jì)系統(tǒng)一般包括流量計(jì)本體、二次儀表和天然氣組分分析系統(tǒng)，其中的天然氣組分分析系統(tǒng)具有檢測(cè)、計(jì)算、分析和積算等功能。國(guó)家制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)孔板流量計(jì)上下游的直管段做了詳細(xì)規(guī)定，有利于保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

　　孔板用以產(chǎn)生壓差，開(kāi)孔尺寸必須嚴(yán)格按照規(guī)定，是孔板節(jié)流裝置中最重要的結(jié)構(gòu)，還有負(fù)責(zé)固定孔板位置的孔板加持器和上下游直管段；此外，還需要配置引壓管、對(duì)焊法蘭和直通式截止閥。只有孔板節(jié)流裝置完全符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才可以滿足用戶的使用要求，保證信號(hào)的準(zhǔn)確。為了使靜壓和壓差信號(hào)的折損最小，無(wú)縫鋼管的長(zhǎng)度應(yīng)該盡量縮小。DN18和DN14無(wú)縫鋼管較為常見(jiàn)，這種無(wú)縫鋼管可以及時(shí)響應(yīng)靜壓和壓差的變化，也能減少泄露，不過(guò)對(duì)安裝技術(shù)的要求較高。
1.2改進(jìn)方法
　　孔板的取壓方式。角接取壓的范圍是指上下游取壓中心到孔板前后端的距離的二倍等于取壓孔直徑。角接取壓法的特點(diǎn)：采用環(huán)室測(cè)量的方式進(jìn)行測(cè)量；在開(kāi)口尺寸確定時(shí)，流量系數(shù)不會(huì)發(fā)生變化，使流量值和壓差具有恒定的關(guān)系；可以減小磨損所造成的測(cè)量誤差；不過(guò)在實(shí)際使用過(guò)程中，若沒(méi)能正確地確定取壓位置，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差的產(chǎn)生。
　　法蘭取壓法，法蘭取壓中心與管徑大小無(wú)關(guān)，位于距孔板兩側(cè)端面的25.4mm處。具有易于清除臟污介質(zhì)和堵塞的優(yōu)點(diǎn)，但環(huán)室取壓難度較大。D和D/2取壓法（徑距取壓法），上游取壓的中心距孔板前端距離為D、下游取壓中心距孔板前端面距離為D/2，這種方法具有易于清除臟污介質(zhì)和堵塞的優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)存在測(cè)量值較小的缺點(diǎn)。孔板流量計(jì)與標(biāo)定裝置連接，針對(duì)相應(yīng)的裝置分別進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)孔板流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)該不小于10個(gè)，且測(cè)量結(jié)果不少于3次，然后取平均值。以測(cè)量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸中標(biāo)注出數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后作壓差——流量曲線。
2渦街流量計(jì)的改進(jìn)
2.1渦街流量計(jì)的特點(diǎn)
　　渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)取決于管徑和旋渦發(fā)生體的幾何結(jié)構(gòu)，由于管徑和旋渦發(fā)生體的形狀都是標(biāo)準(zhǔn)的，所以渦街流量計(jì)可以測(cè)量多種流體的流量值；智能化設(shè)備可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量渦街頻率，很大程度上提高了測(cè)量精度；旋渦發(fā)生體的截面積與管道截面積相比很小，節(jié)流損失比較�。粶u街信號(hào)由流體產(chǎn)生，而不需要任何可動(dòng)部件，所以后期維護(hù)比較容易，使用壽命較長(zhǎng)；渦街流量計(jì)的量程比可達(dá)到1:20，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)孔板流量計(jì)。
缺點(diǎn)在于：在低雷諾數(shù)下，渦街流量計(jì)的測(cè)量精度較低。所以渦街流量計(jì)不適用測(cè)量高粘、低速的流體；流速分布和旋轉(zhuǎn)流會(huì)影響我渦街的穩(wěn)定性，因此需要配置較長(zhǎng)的直管段或者安裝整流器；儀表系數(shù)和分辨率比較低，只適用于測(cè)量直徑較小的管道。
2.2渦街流量計(jì)的改進(jìn)方法
　　隨著流體力學(xué)和網(wǎng)絡(luò)理論的不斷發(fā)展，逐漸衍生出了流體網(wǎng)絡(luò)理論，該理論時(shí)二者結(jié)合的結(jié)果，類似于電氣網(wǎng)絡(luò)理論，像分析電在電路中的傳導(dǎo)一樣分析流體在管道中的傳導(dǎo)，主要研究流體在傳輸過(guò)程中的持續(xù)現(xiàn)象和瞬變現(xiàn)象。進(jìn)而研究壓力和引壓在傳輸過(guò)程中的變化情況，流體網(wǎng)絡(luò)理論需要參考流阻、流容和流感三個(gè)參數(shù)。
　　由于實(shí)際環(huán)境非常復(fù)雜，需要考慮的因素太多，因此只能將管路認(rèn)為是無(wú)損管路，并將流體認(rèn)定是非粘性流體，二者是沒(méi)有熱量傳導(dǎo)的，這種情況下流體的流阻和流導(dǎo)數(shù)值均為0。為了避免諧振引發(fā)的信號(hào)失真，可以通過(guò)減小引壓管長(zhǎng)度或者調(diào)大諧振頻率進(jìn)行解決。在實(shí)際的測(cè)量工作中，振蕩幅值并不會(huì)無(wú)限制的擴(kuò)大，因?yàn)榱黧w的阻抗是一定的，并且存在極大值。同時(shí)，因?yàn)闇u街信號(hào)會(huì)在傳輸過(guò)程中逐漸衰減，使流量計(jì)的測(cè)量上限不能無(wú)限增大，導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，所以要通過(guò)采取各種措施來(lái)限制渦街信號(hào)得衰減。
3結(jié)語(yǔ)
　　孔板流量計(jì)被認(rèn)為是傳統(tǒng)的流量計(jì)，是技術(shù)最成熟也是使用壽命最長(zhǎng)的一種天然氣計(jì)量?jī)x表，由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和較低的成本被廣泛使用。

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