標準孔板流量計是一種非常成熟的流量計，在多年的試驗和使用過程中積累了大量的數據和經驗，以其耐高壓，安裝使用維護方便等諸多優點在我國天然氣計量中占有主導地位。本文就孔板流量計的在應用中誤差來源加以識別，分析了誤差產生原因，并針對現場實際情況，提出了控制措施。

天然氣交接計量中孔板流量計廣泛應用，在天然氣計量中占有主導地位，其***主要的優點是耐高壓，安裝使用維護方便，對介質潔凈程度的要求也不高，可與電子儀表和機械儀表單獨配套，是一種非常成熟的流量計。但是，由于組成測量系統的組成環節較多，影響孔板計量準確度的因素很多，現就孔板流量計的誤差來源加以分析，并針對誤差來源，在實際應用中采取相應措施，以提高計量準確度。

1.孔板流量計的原理

標準孔板流量計由截流裝置，信號引線和二次儀表系統組成。其中節流裝置是使管道中流體產生靜壓力差的裝置，主要由標準孔板，取壓裝置和上下游直管段組成。其原理是充滿管道的流體，當它流經管道內的節流件時，流速將在節流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節流件前后便產生了壓差。流體流量愈大，產生的壓差愈大，這樣依據壓差來衡量流量的大小。

2.天然氣計量誤差產生的原因分析

2.1 統計量的誤差分析

2.1.1 流出系數因素影響流出系數偏離的原因包括：

（1）儀器本身產生的誤差：①孔板入口直角銳利度超出標準規定②管徑尺寸與計算不符③孔板厚度誤差④節流件附件產生臺階、偏心⑤孔板上游端面平度⑥環室尺寸產生臺階、偏心⑦取壓位置⑧焊接、焊縫突出⑨取壓孔加工不規范或堵塞⑩節流件不同軸度。

（2）安裝誤差：管線布置的偏離，管線布置的偏離造成的安裝誤差是普遍性的，其產生的主要原因是現場不能滿足直管段要求的長度。

（3）使用誤差。①孔板彎曲變形②上游測量管沉積臟物③上游端面沉積臟物④孔板入口直角邊緣變鈍、破損⑤雷諾數范圍不符合標準規定⑥ 管道粗糙度影響（管道粗糙度增加、管道粗糙度變化）。

2.1.2 可膨脹性系數

可膨脹性系數是對流體通過節流件時密度發生變化而引起的流出系數變化的修正，它的誤差由兩部分組成：其一為常用流量下可膨脹性系數的誤差，即標準確定值的誤差；其二為由于流量變化可膨脹性系數值將隨之波動帶來的誤差。一般在低靜壓高差壓情況，可膨脹性系數值有不可忽略的誤差。

2.2 實測量誤差產生的原因

（1）測量管內徑、孔板開孔直徑誤差產生的原因。對于這兩方面的數據測定，應是一種在嚴格的檢定條件下（人員、設備、方法、環境等符合有關標準），認真按照有關檢定規程和技術標準的要求，對新制造的或使用中的孔板及測量管進行檢定時所允許的測量不確定度，但由于要考慮現場的實際工況條件，因此這種檢定要求忽略了如下一些影響因素：

①未對測量管內徑、孔板開孔直徑實際工況條件下的溫度修正；

②現場配備的長度計量器具往往不能按期送檢，現場計量人員也未進行長度計量測試方面的專業培訓；

③對在用中的測量管，幾乎都未考慮腐蝕、變形及積塵附著等對其實際內徑產生的變化；

④由于測量管內部結構的特殊性，部分生產廠家目前只選擇了分別距孔板上、下游端面的兩個截面進行內徑測量，并將平均值刻在銘牌上供用戶參考，一般的標準都要求至少測量 4 個截面。

這些因素導致了實際工況條件下孔板孔徑及測量管內徑的測量不確定度往往會超出標準規定的范圍。

（2）天然氣流動時上游測的壓力、差壓、天然氣流動的熱力學溫度誤差產生的原因。這幾個變量，都屬于二次儀表測量數據，根據這些參數的產生和測量過程，誤差產生的原因主要有以下幾個方面：①數據的產生。對于差壓和壓力信號，正確的取壓孔及引壓管線的制造、安裝及使用是保證獲得真實數據的關鍵，這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強制造及安裝的規范化工作才能達到目的。對于溫度數據而言，是否能夠真實地反映被測流體內部的溫度是數據真實的關鍵，主要是感溫元件與氣流的接觸是否良好，包括感溫頭的安裝位置、插入深度、方向以及表面的清潔程度等。②數據的測量與傳遞。儀表選型是否合適，安裝位置是否合理，運行是否正常都是數據測量和傳遞過程中誤差產生的原因。

（3）相對密度，天然氣壓縮因子誤差產生的原因。相對密度，天然氣壓縮因子都屬于氣體的物性參數，天然氣組成分析數據是用于物性參數計算，并通過物性參數間接影響流量計算結果。天然氣物性參數測量的準確度，取決于天然氣取樣技術。天然氣取樣技術是關系到所取樣品是否有代表性總是不但影響到天然氣組成分析結果，也影響到物性參數的測量結果。取樣技術由三個因素組成，即取樣點分布、取樣方式和取樣周期。

3.實際應用中的控制措施

加強對重點設備的檢查維護和保養。（1）孔板。檢查內容包括：①定期檢定；②上游端面無可見損傷；③上游邊緣無卷口，無毛邊，無目測可見的異常現象當孔板大于或等于 MM 時，目測檢查，將孔板上游端面傾斜，用日光或人工光源射向直角入口邊緣，邊緣無反射光束；④下游邊緣無毛刺，劃痕和可見損傷；⑤定期排污和清洗。

（2）氣路。主要檢查從孔板閥到各個變送器的氣路是否有泄漏、堵塞等現象，氣路中是否有液體存在，主要是引壓管的接頭、三通、針形閥、放空閥以及三閥組等各個部位。

（3）二次儀表。在保證儀表選型和精度等級正確的基礎上，定期對儀表進行維護和保養。主要包括：①定期檢定；②檢查差壓變送器、壓力變送器的零點。

（4）流量計算機。主要是對流量計算機的數據采集、參數設置及計算的準確性進行檢察，主要有以下內容：①通道的檢查；②參數設置的檢查；③計算準確度的檢查。

可通過一些簡便實用的流量計算軟件在相同條件下的計算值與流量計算機的計量值進行對比，分別計算機組數據，觀察結果是否相近。

4.結論

孔板流量計廣泛應用于油田天然氣的交接計量，本文分析了影響孔板流量計計量精度的因素，認為只有從設計、安裝、使用等方面都嚴格執行有關標準，用孔板流量計計量天然氣的精準度將大大提高。