重慶鋼鐵股份有限公司是一個(gè)耗能大戶，能源品種多達(dá)二十余種，主要能源流體有高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、天然氣、氧氣、氮?dú)?、壓縮空氣等，能源計(jì)量問(wèn)題一直是公司節(jié)能降耗降成本的一件大事。公司是一個(gè)大型的老企業(yè)，計(jì)量設(shè)施以前主要采用節(jié)流孔板進(jìn)行流體計(jì)量，由于孔板流量計(jì)簡(jiǎn)單牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。但孔板也存在測(cè)量范圍窄，測(cè)量上限和測(cè)量下限之比一般僅3：1~4：1；壓力損失大，對(duì)于低壓力的自產(chǎn)煤氣測(cè)量影響較大，低壓力流體測(cè)量信號(hào)弱，測(cè)量誤差大，現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求較高，安裝、清洗必須停產(chǎn)，維護(hù)困難，高流速和臟污介質(zhì)及腐蝕性介質(zhì)對(duì)孔板沖刷，腐蝕影響嚴(yán)重，管道內(nèi)壁流體介質(zhì)結(jié)晶，孔板前后積液等因素都將嚴(yán)重影響其測(cè)量精度。
                           
                        隨著企業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的加快，孔板安裝、清洗、維護(hù)受到不能停產(chǎn)的限制而無(wú)法進(jìn)行，工業(yè)流量測(cè)量還普遍存在著大管徑、大流量測(cè)量的困難，因?yàn)榭装辶髁坑?jì)隨著測(cè)量管徑的增大會(huì)帶來(lái)制造、運(yùn)輸和安裝上的困難，造價(jià)提高、能損加大，于是我們引入了能便于在線安裝、維護(hù)的插入式渦街流量計(jì)、插入式渦輪流量計(jì)、測(cè)管流量計(jì)、均速管流量計(jì)等。
                            二、測(cè)管流量計(jì)和均速管流量計(jì)的應(yīng)用
                           
                        測(cè)管流量計(jì)、均速管流量計(jì)等由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、安裝維護(hù)方便、壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)被很多企業(yè)使用于大管徑流量計(jì)量上，其原理采用皮托靜壓管的速度面積法測(cè)量原理，通過(guò)安裝在管道內(nèi)的測(cè)量裝置的全壓取壓孔測(cè)出管道中全壓取壓孔所在點(diǎn)的流體的全壓（總壓），測(cè)量裝置背流面的靜壓取壓孔測(cè)出流量的靜壓，測(cè)量管將全壓和靜壓得出差壓△P：
                           
                            式中：V：為測(cè)頭處流速。m/s
                            △P：測(cè)出的差壓：Pa
                            ρ：被測(cè)介質(zhì)密度，kg/m3
                            K：測(cè)管儀表的校正系數(shù)
                            再根據(jù)測(cè)得流速后計(jì)算出管道內(nèi)的流量。
                           
                        不論是測(cè)管流量計(jì)或者是均速管流量計(jì)都是點(diǎn)流速型，是通過(guò)測(cè)量管道截面上一點(diǎn)的流速?gòu)亩扑愠龉艿纼?nèi)整個(gè)截面上的平均流速，為得到穩(wěn)定的流態(tài)，儀表安裝要求有較長(zhǎng)的直管段，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中是很難達(dá)到的。而流體在管道中流速的分布受流體介質(zhì)、溫度、粘度、重度及管道內(nèi)壁粗糙度等因素影響都將發(fā)生變化，同時(shí)點(diǎn)流速與插入點(diǎn)的位置關(guān)系也很大，因此安裝要求非常高，要通過(guò)一點(diǎn)的流速來(lái)測(cè)算整個(gè)管道內(nèi)的流速，其測(cè)量精度必將是很差的。

孔板流量計(jì)
                            
                        孔板流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量安裝在管路中的同心孔板兩側(cè)差壓來(lái)計(jì)算流量的一種檢測(cè)裝置。它由產(chǎn)生差壓的一次裝置——孔板節(jié)流裝置和二次檢測(cè)儀表——差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器等組成。據(jù)調(diào)查，輸氣管網(wǎng)中孔板流量計(jì)的使用率國(guó)外約為60%，國(guó)內(nèi)約為90%。
                           
                        采油六廠有7套外輸濕氣計(jì)量系統(tǒng)，均為孔板計(jì)量系統(tǒng)。它以能量守恒定律和流動(dòng)連續(xù)性方程為理論依據(jù)，應(yīng)用成熟、可靠的儀表進(jìn)行差壓、壓力、溫度測(cè)量，由流量積算儀或計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算得到天然氣的流量。 產(chǎn)生誤差的原因
                           
                        上下游直管段長(zhǎng)度不夠，氣流得不到充分發(fā)展，將使計(jì)量結(jié)果造成較大誤差。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的zui短直管段長(zhǎng)度，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中一般很難得到滿足，特別是由于輸氣工藝等原因，計(jì)量裝置的上游往往都存在彎頭。如果是單彎頭或平面雙彎頭將使計(jì)量結(jié)果偏高[1]；對(duì)于多個(gè)彎頭，將使計(jì)量結(jié)果偏低。
                            2 解決措施
                            應(yīng)該在節(jié)流裝置之前加裝整流器，避免旋轉(zhuǎn)流、渦流對(duì)計(jì)量的影響。
                            天然氣的氣質(zhì)和氣流條件
                            1 產(chǎn)生誤差的原因
                           
                        GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，通過(guò)孔板的天然氣是經(jīng)凈化處理后的天然氣，氣流的流動(dòng)應(yīng)是保持亞音速的、穩(wěn)定的或僅隨時(shí)間緩慢變化的。氣流是均勻單相的牛頓流體。若氣體含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)2%的固體或液體微粒，且成均勻分散狀態(tài)，也可以認(rèn)為是均勻單相的牛頓流體。氣流流經(jīng)孔板以前，其流束應(yīng)與管道軸線平行，氣流流動(dòng)應(yīng)為充分發(fā)展紊流且無(wú)旋渦，管道橫截面所有點(diǎn)上的旋渦角小于2°即認(rèn)為無(wú)旋渦。
                            通過(guò)計(jì)量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前在油田天然氣計(jì)量中約50%的計(jì)量點(diǎn)其氣流條件具有以下兩個(gè)特點(diǎn)。
                            （1）氣體流量不穩(wěn)定，并隨時(shí)間周期性地大幅度變化，屬脈動(dòng)流體。產(chǎn)生脈動(dòng)源的原因[2]：
                        ①往復(fù)式壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和葉片式增壓機(jī)；②調(diào)壓閥猛開(kāi)關(guān)或者閥芯松動(dòng)和磨損；③大量水或油的冷凝物在管線中不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
                           
                        （2）氣質(zhì)中含水量大，并夾帶原油及微量顆粒雜質(zhì)，氣流流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生凝析液。氣質(zhì)、氣流條件達(dá)不到GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求，必將產(chǎn)生計(jì)量附加誤差。為了獲得準(zhǔn)確的計(jì)量值，必須抑制氣流的脈動(dòng)及消除氣質(zhì)中的水分和雜質(zhì)。

流量測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的歷史悠久，應(yīng)用廣泛。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)性較廣。目前，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，只要嚴(yán)格遵照GB/T21446-2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》標(biāo)準(zhǔn)中的加工和安裝要求，就可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果制造和使用，不必單獨(dú)檢定就能保證計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性。但由于標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)的設(shè)計(jì)安裝要求及氣質(zhì)要求比較苛刻，在實(shí)際的工況條件下很難符合標(biāo)準(zhǔn)要求，容易造成流量計(jì)產(chǎn)生計(jì)量附加誤差。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)產(chǎn)生計(jì)量附加誤差的原因進(jìn)行分析并探討解決方法。