蒸汽流量計應(yīng)用誤差分析

　　 高級蒸汽計量系統(tǒng)由蒸汽閥、智能差壓變送器、智能壓力變送器、一體化溫度變送器以及流量計算顯示裝置組成，包括硬件和軟件兩部分。

    在實際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場使用條件變化引起的誤差和計量儀表本身誤差，經(jīng)常使蒸汽流量計的{**}度不能達(dá)到要求。流量計計量中的應(yīng)用情況從基本誤差和附加誤差兩方面對蒸汽流量計的計量誤差進(jìn)行分析，并探討解決方法。

基本誤差
　　 基本誤差是由計量裝置本身準(zhǔn)確度所決定的誤差，是不可避{**}的，一般在 1% ～ 2% 范圍內(nèi)。為了規(guī)范蒸汽計量，《蒸汽計量系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 18603）對計量系統(tǒng)進(jìn)行了說明和要求，同時對計量系統(tǒng)儀器儀表{**}度等級進(jìn)行了要求。
　　 基地配氣隊蒸汽計量系統(tǒng)選用的差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器的準(zhǔn)確度分別為：0.25%、0.25%、0.5%，符合《蒸汽計量系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 18603）中 B 級系統(tǒng)配套儀表準(zhǔn)確度的要求。

附加誤差
　　 結(jié)合現(xiàn)場使用情況，對產(chǎn)生計量附加誤差的原因進(jìn)行以下分析。

實際運行流量值偏離設(shè)計流量值引起的誤差
　　 這是配氣站較常見也是貿(mào)易雙方較關(guān)心的問題，用氣量具有季節(jié)、日和小時的不均衡性，用氣高峰和用氣低峰變化范圍較大，且很難準(zhǔn)確的掌握用戶的用氣量，與設(shè)計流量值偏差很大。
　　 如果用于計算蒸汽孔徑的較大流量與現(xiàn)場實際的較大流量偏離較大，就會造成計算出來的蒸汽孔徑較大偏差。存在大蒸汽測小流量的問題，由于 ΔP 偏小，計量{**}度大大降低。

差壓變送器引起的誤差
　　 在現(xiàn)場環(huán)境條件下，蒸汽流量計裝置與差壓變送器之間連接的導(dǎo)壓管線容易發(fā)生腐蝕、堵塞、冰凍等，是蒸汽流量計薄弱環(huán)節(jié)和使用維護的重點。
    1）差壓變送器零點容易漂移，造成靜壓、差壓值失真，造成計算氣量比實際氣量偏差較大。
    2）差壓變送器的閥組和導(dǎo)壓管易生銹泄漏、堵塞。高壓側(cè)和低壓側(cè)的連接件漏氣或堵塞，都會引起較大的計量偏差。
　　 2015 年 4 月份東營壓氣站檢修期間，天然氣內(nèi)含有固體懸浮顆粒和油污引起廬配{**}總配線的下游導(dǎo)壓管堵塞，導(dǎo)致廬配{**}總配線計量數(shù)據(jù)偏大。

節(jié)流裝置產(chǎn)生的誤差
    1）蒸汽裝反引起測量誤差。在蒸汽閥中安裝蒸汽時，應(yīng)保證蒸汽的安裝方向正確，天然氣從蒸汽的上端面流向下端面。表3為廬配供總配氣量與總配外供氣量的對比，正常情況下廬配供總配氣量應(yīng)大于總配外供氣量，如表2　4.4日{(diào)**}4.6日數(shù)據(jù)。4.6日廬配{**}總配線蒸汽裝反，導(dǎo)致4.7日廬配供總配氣量小于總配外供氣量，引起較大誤差。
    2）蒸汽孔徑尺寸測量不準(zhǔn)確引起測量誤差。在實際使用中由于條件限制，不能及時送到檢定部門進(jìn)行檢定，而是用游標(biāo)卡尺在現(xiàn)場測量。一方面存在目測誤差，另一方面由于沒有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行計量標(biāo)定，當(dāng)現(xiàn)場環(huán)境及測量介質(zhì)溫度較高時，測量蒸汽的孔徑值將偏高，造成計量值比實際值偏高。如果蒸汽厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)、上下游直管段長度不夠、計量裝置安裝不當(dāng)都能引起測量誤差。
    3）氣體的沖刷和腐蝕引起測量誤差。天然氣從地層采出來，雖經(jīng)分離、過濾，因其所含成分十分復(fù)雜，且成分經(jīng)常變化，從單井采氣計量、集氣計量到配氣計量，氣質(zhì)組成都各不相同，因而流量計在使用過程中宜受測量介質(zhì)天然氣的沖刷和腐蝕，對蒸汽和直管段的沖刷腐蝕尤為嚴(yán)重。這將影響到蒸汽直角入口邊緣圓弧半徑和直管段內(nèi)表面粗糙度，使得流出系數(shù)發(fā)生變化，測量的不確定度超出預(yù)期值。

組分變化引起的誤差
　　 蒸汽從單井到集氣站和配氣站，氣質(zhì)組分各不相同，因此流量值也不同。一方面，由于氣體組分的變化引起天然氣相對密度的變化，天然氣流量值與相對密度倒數(shù)的平方根成正比例變化。另一方面，天然氣組分的變化影響壓縮因子 Z 的計算，造成壓縮因子的附加誤差，而壓縮因子直接影響工況流量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下的氣體流量。由此可見天然氣組分變化對計量的影響很大。
　　 2015 年 5 月份對廬配交接處的天然氣組分重新進(jìn)行了取樣分析，取樣分析前后各組分含量發(fā)生變化。由相對密度計算公式可知取樣分析前后的相對密度分別為 0.6495、0.6425，即取樣分析前后天然氣相對密度變化了 1%。

提高蒸汽流量計計量{**}度的措施
　　 蒸汽流量計計量{**}度與蒸汽、管道條件、安裝質(zhì)量等諸多因素有關(guān)，為提高流量計量準(zhǔn)確度，可采取以下措施。

蒸汽流量計的制造和組裝
　　 蒸汽的直徑、厚度、斜角、流量計的外形、粗糙度等均應(yīng)滿足 GB/T 2624.2 的要求。流量計制造和組裝需符合GB/T 21446 及 API MPMS 14.3.3 的要求。蒸汽的密封墊圈應(yīng)采用耐腐蝕、抗老化、滿足輸送介質(zhì)溫度的材料，在組裝時應(yīng)保證任何點都不會突入管道，且不影響流量的計量{**}度。蒸汽片與導(dǎo)板之間，上下腔之間應(yīng)有良好密封。
　　 蒸汽流量計制造是需要設(shè)置排污閥和放空閥，排放應(yīng)匯總為一個總放空接口，統(tǒng)一排放。蒸汽流量計的直管段要根據(jù)蒸汽前后端工藝配管的形式來確定長度，考慮一定的富余系數(shù)，一般按前 30D 后 15D 來布置。

合理選擇測量儀表
　　 為了避{**}“大馬拉小車”或“小馬拉大車”現(xiàn)象產(chǎn)生的誤差，建議嚴(yán)格按照 GB/T 18603《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》要求選用合適量程儀表。{**}先要根據(jù)輸氣流量，選擇較內(nèi)徑的蒸汽。智能差壓變送器量程宜在滿量程 10% ～ 90%，智能壓力變送器量程宜在滿量程30%～75%，較好采選用{**}壓量程儀表，{**}度建議選用0.1%。

儀表的安裝
　 　　蒸汽流量計應(yīng)垂直于管道軸線安裝，且與管道同心，偏差應(yīng)滿足小于 1°。蒸汽流量計應(yīng)配套提供機械裝置指示蒸汽片，用來測試是否安裝在管徑中心。蒸汽安裝在在法蘭之間固定后，允許自由熱膨脹而不產(chǎn)生扭曲變形，在滿足設(shè)計壓力的情況下，由于其它作用力或差壓引起的彈性形變、塑性扭曲都不應(yīng)超過直線斜度的 1%。蒸汽上下游取壓孔的直徑相同，建議直徑應(yīng)小于13mm；取壓孔中心線應(yīng)平行于地面、且與管道中心線垂直相交，偏差不應(yīng)大于 3°。

加強計量管理維護、健全計量規(guī)章制度
　　 加強計量裝置的日常管理維護，如定期對壓力儀表進(jìn)行計量標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)有異�；驌p壞情況，應(yīng)及時進(jìn)行維修；冬季氣溫下降，易發(fā)生凍堵，需增加排污次數(shù)，給差壓變送器加裝保溫設(shè)備；加強節(jié)蒸汽流量計的排污和清洗檢查等等。健全計量規(guī)章制度，如定期維護、周期送檢等。嚴(yán)格管理，做到計量裝置有記錄，操作有規(guī)程，使用有制度，維修有周期。

加強業(yè)務(wù)培訓(xùn)、提高技術(shù)人員素質(zhì)
　　 加強現(xiàn)場操作員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高操作員的技術(shù)水平和解決問題的能力，更好的做好流量計地檢修、維護、保養(yǎng)工作。

　　 蒸汽流量計在勝利油田已經(jīng)應(yīng)用多年 , 起到不可替代的作用。同時還能改善勞動條件，節(jié)省人力，提高天然氣調(diào)配水平和操作人員的工作效率，降低生產(chǎn)成本。蒸汽流量計在應(yīng)用中將進(jìn)一步{**}化和完善、降低誤差，提高計量準(zhǔn)確性。