SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量-检测标准-检测项目-北检院

标准中涉及的相关检测项目

标准《SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量》主要涉及利用标准孔板流量计进行天然气流量测量的一系列规范和要求。以下是相关的检测项目、检测方法以及涉及的产品：

检测项目：

孔板的尺寸和几何形状检测
天然气流动特性的检测
压力和温度的检测
流体成分分析
流量系数的校准及误差分析

检测方法：

孔板几何形状检测：使用专用工具测量孔板的直径、厚度及边缘锐度。
压力和温度检测：采用压力传感器和温度计进行现场测量。
流量测量：依据标准孔板与流量计组合使用，通过压差转换计算天然气流量。
成分分析：使用气相色谱等方法进行天然气成分检测。
流量系数校准：通过实验证实测量精度，进行误差修正。

涉及产品：

标准孔板流量计
压力传感器
温度计
天然气混合成分分析设备
数据采集和处理系统

该标准通过对流量计校准和相关检测项目及方法的详细规定，以保障测量准确性和结果的可靠性。

SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量的基本信息

标准名：用标准孔板流量计测量天然气流量

标准号：SY/T 6143-2004

标准类别：石油天然气行业标准(SY)

发布日期：2004-07-03

实施日期：2004-11-01

标准状态：现行

SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量的简介

本标准规定了标准孔的结构形式、技术要求；节流装置的取压方式、使用方法、安装和操作条件、建议要求；天然气在标准参比条件下体积流量和能量流量、质量流量以及测量不确定度的计算方法；同时还给出了计算流量及其有关不确定度等方面必需的资料。本标准适用于取压方式为法兰取压和角接取压的节流装置，用标准孔板对气田或油田采出的以甲烷为主要成分的混合气体的流量测量。SY/T6143-2004用标准孔板流量计测量天然气流量SY/T6143-2004

SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量的部分内容

ICS 75. 180. 30

备案号：14061—2004

中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 61432004

代替SY/T6143—1996

用标准孔板流量计测量天然气流量Measurement of natural gas flow by means ofstandard orifice plates meter2004—07—03 发布

国家发展和改革委员会

2004—11—01 实施

？规范性引用文件

3衍号和宗义

3.1符号

3.2 是义

+测量的一般要求

4. 1节流装置

4.2气流条件

4.3标准参比条件

5安装要求

5. 1 总则

5.2直管段条件

5.3直管段长度及布置要求

5.4流动调器

5.5孔板夹持装的安装

5.6装配和垫片.

5.7参数测带和信号引线

6孔板的约构形式和技术要求

6.1孔板·

6.2孔板爽持器

7检要求

7.1节流装置的几检验

7.2系数检定和在线校准…

8大然气流量测量原理和计算力法8.1测量原埋·

8.2测量使用范围

8.3天然气流量计算方法

8.4天然气流量计算和系数参数确定.8.5取值方法和数值修约..

8.6孔板流量计计带系统

9天然气流虽测量的不确定度估算9.1不确定度定文

9.2不确定度的实际估算

附录A（规范性附录）天然气主要物理参数确定和流量计算常用表A.1主要物理参数确定

A.2天然流量计算常用表

SY/T 61432004

SY/T6143—2004

附录B（资料性附求）

.说明

流动调整器性能测试

1.2标准装置的评定测试要求

B.3流动调整器性能测试和评价

附录C（资料性附录）

参数测量及信号引线

C.1测量仪表选用规定

.2温度测量安装规定

C.3压力及差正测量规定

（4取孔设置规定

（.5导压管规定

.6萃E佰号管路的安装

附录D（资料性附求）节流装置在使用中出现部分偏离标准规定的处理. 说明

I.2孔板孔角人口过缘尖锐度受磨蚀的处理D.3测量管内壁粗糙度受磨蚀的处理ID.4管道内联粗糙度的流体实验确定附录E（资料性附录）天然气孔板流量让计量系统的布线校准E.1在线校谁

E.2在线校准用标准流量计装置

E.3在线校准系数M

E.4在线校准的不确定度估算

附录F（资料性附录）天然气流至计算和设计计算实例F.1天然气流量计算实例

K.2孔板开孔直径设计计算实例

F.3差压量程设计计算实例

F.4不确定度估算实例

附录G（资料性附录）天然气流量计算和设计计算程序框图G.1说明

G.2送代计算格式

G.3计算机计算程序框图

附录H（资料性附录）天然气流量计算机系统基本技术要求H.1流量计算机系统运用的般原则H.2流量计算机系统构成…

H.3流计算机.系统基本技术要求，H.4

流量计算机系统的不确定度·

节流装置的组成和安装示意图

8=0.6真通径阀门全开安装平面图安装示例.

19管束流动调整器

单独弯头下游安装19管史流动调整器实例图5

Zankcr整流板

标准孔板

图B孔板平直度测量

图9法兰取压孔板央持器

图10角接取压孔板夹持器

图B.1雪大隆旋流器

图C.1取压孔位置图

图C.2差压装在节流装置上方（无腐蚀介质）图 C.3

差压仪表装在节流装置下方无腐蚀介质）差压仪表装在节流装置上方（含腐蚀介质）差压仪表装在节流装罩下方（腐蚀介质）图C.5

流量计算程序框图

图G.2孔板开孔直径计算程序椎图图G.3差压量程计算程序框图·.表1符号和代号

表2孔板（不配流动调整器）上下游最短直管段长度（以管内径D的倍数表示）农3孔板（配管束流动调整器）上游直管段长度（以管内径D的倍数表示）表4孔径、管内径、直径比和雷诺数限值表表510+R,/D的最大值

表610°R,/的最小值

表7系数参数最少有效数字位数取慎表表A.1流出系数C值表..

SY/T 6143--2004

表A.2.1按GB/T17747.2—1999计算的超压缩系数F，值表（以附录F天然气组分为例）表A.2.2按AGANX-19计算的超压缩系数Fz值表（以G,=0.600，Xc=0%，X.=0%为例）

表A.3天然气常用组分的摩尔质量、摩尔发热量、求和因子和压缩因子表表A.4金属材料（20)℃～100℃）的线膨胀系数值表不同压力和温度下甲烷动力粘度值表表A.5

不同压力和温度下甲烷 Cr及 C值表-表.6

钢管内壁等效绝对粗糙度K长值表表A.8常用隔离液种类及其性质表表C.1

导压管长度和内径表

tbk 与 rs/d 的关系

标准孔板值表·

大然气的组分

无然气流量计算顺序和有效数字位数取值表流堪送代计算和能量计算格式

表G.2孔板开孔直径送代计算格式表C.3差压量程送代计算格式

SY/T 61432004

本标准非等效采用ISO5167-1，2用安装在充满流体的圆形截面管道中的差压装置测量流量》(2003年版>-同时参考ANSI/API2530/AGARepartNo.3（第1、3，4部分为1990)～1992年第3版，第2部分为200年4月第4版）《天然气流休计量同心直角边孔板流风计》的修订本，修订SY/T6143一1996&天然气流量的标准孔板计量方法”而成文。本标准从生效之日起，同时代替SY/T6143—1996本标准根据IS5167-1，2（2003年版）重新起单。由于我国法律要求和业的特殊带要，本标准在采用国际标准时进行了修改。为便于使用，本标准在编辑性、技术性、文本结构上还做了修改。本标推的适用范围、测量的一般要求、孔板的结构形式与技术要求，安装要求以及流出系数和不确定度估算内容符合15O5167-1，2。本标准与ISO5167-1，2的主要差异如下：一按（B/T1.1--200)《标准化工作导则第1部分：标准的结构利编写规则》编写：一根据AVSI/API253(/AGAReportNo.3第2部分的技术要求在本标准的表2中增加了其他任何阻流件（所有种类）的直管段长度规定，在5.2.2.3、5.4.3.6，5.6.4，6.1.2.2，6.1.7.2的规定中分别采纳「ANSI/API2530/AGAReport No.3第2郝分2.5.1.3,2.6.5、2.5.1.4、2.4.1，2.4.3部分较严的技术指标；一—涉皮到天然气流量计鼠特点则参考ANSI/API2530/AGAReJortNo.3报告有关资料，并结合国内的实践经验和有关国家标准进行编写，固此流量计算方法与之类似；增加了孔板流量计计量系统的在线校准、流域计算机系统基本技术要求、参数测量及信号引线、节流装置在使用中出现部分偏离标推规定的处理、能量流量和质量流量的计算实用公式等内容：

一将一-些适用于国际标准的表述改为适用于我国标谁的表述。本标推与SY/T6143一1996相比：主要变化如下；本标准名称变为《用标准孔板流量计测量天然气流量；-本标准不适用范围的直径比、管径雷诺数按IS5167－1，2（2003年版本）修效，直径比小于 0. 1和大于 U.75、管径雷诺数小于 50(H)的场合不适用-本标准按GB/T1.1—2000规定对$Y/T6143-1996的引用标准、标准的附录利提示的附录改为规范性引用文件，规范性附录及资料性附录；本标准根据ISO5167-2（2003年版本）对安装要求进行了修改，孔板所需的上下游最短直管段长度按不配流动调整器和配流动调整器进行区分：一·本标准的流出系数公式采用Rcader一Harries一Gallagher公式（新RG公式）：一本标准报据150）5167-1，2（20U3年版本）采用粗糙度算术平均偏差R，对第8章表4及相关内容进行了修改；

一大然气的超压缩系数计算方法推荐采用GB/T17747一1999《关然气压缩因子的计算》，非贸易计量场合和贸易计量中符合GB/T18603—2001《天然气计量系统技术要求》表A1准确度为C级要求的计量装置可考感使用AGANX一19方程：本标准根据GI3/T11062一1998《天然气发热量、密度、相对密度和沃消指数的计算方法》。CB/T177471999《天然气乐缩因子的计算》和GB/T18603—2001，推导了相关公式和系数、增加了质量流量和能量流量计算实用公式及其不确定度估算等内容：SY/T 6143—2004

本标准板据GB/T18603—2001和ANSI/API2530/AGAReportNo.3，增加了附录E“灭然气孔板流量计计量系统的在线校准”和附录H“天然气流量计算机系统基本技术要求”；本标准根据ISO)5167-1，2（2(003年版本）补充了流动调整器规定，并增加了其性能测试的附录B。

本标准的附录A是规范性附录，本标准的附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G和附录H都是资料性附录。

本标准由油气计量及分析方法专业标准化技术委员会提出升归口，本标准起草单位：中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司（四川石油勘察设计研究院），若油！业天然气流量评量站

本标准主要起草人：黄和、游明定、张福元、文代龙、张维片、魏廉教、段继芹、李万俊、罗明强、棘忠。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：SYL 04—83;

SY/T61431996。

SY/T 6143-2004

SY/T6143一1996自1996年10月1月实施以来，在促进我国天然气板计量节流装置设计、制造的标难化：促进计装置改造，统一供需双方计量方法：对站场配气技术的节新及计量设备和仪器仪表的研制；提高星管理水平等各个方面起到了推动作用，取得了不少成续和积累了宝贵经验。针对国际上近几年来在天然气孔板流量计量标准的新变化，为加快我国大然气计量技术与国际接轨，促进贸易与交流，按照ISO5167和ANSI/API2530/AGAReportNo.3最新版本的特点和要求，考到标准先进性、适用性及标准的连续性，采用国外近20年来的最新试验研究成果，针对天然气介质的特殊性和我国大然气计量长期实践的经验、做法以及GB/T11062—1998，G1B/117747--1999.GB/T186032001的贷彻实施，有必要对SY/T61431996进行修订。t范围

用标准孔板流量计测量天然气流基SY/T 6143—204

本标准规定了标准孔板的结构形式，技术要求；节流装胃的取运方式，使用方法、亏装和操作条件、检验要求；天然气在标准参比条件下体积流量和能量流量，质量流量以及测量不确定度的计算力法；同时还给出了计算流量及其有关不确定度等方面必带的资料。本标适用于取压方式为法兰取压和角接取压的节流装置，用标准孔板对气用或油用采出的以甲烧为主成分的混合气体的流垦测量。本标准不适于孔板开孔直径小于12.5mm，测量管内径小于5Umm和大于100umm，直径比小于0.1和大于0.75，管径雷诺数小于5000的场合对改建或新建的计量系统应满足本标准要求。本标准不强调更新已建计尽系统。如计量系统不满足本标准要求，由于流动条件和上游直管段不相适应，就可能存在计量系统附加误差，1规范性引用文件

下列文件中的款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括误的内容）或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注口期的引用文件，其最新版本适用于本标准。爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB 3836. 1—2001

GB/T8170—1987数值修约规则

天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法GB/T 11062—1998

GB/T15464—1995

仪器仪表包装通用技术条件

CB/T17747.1--1999天然气压缩因子的计算第1部分：导论和指南G3/I17747.2-1999天然气压缩因子的让算第2部分：用摩尔组成进行计算CB/T17747.3—1999天然气压缩因子的计算第3部分：用物性值进行计算

(GB/T 18603—20)1无然气计量系统技术要求JG 640-94差压式流量iF-

JIF1059—1999测量不确定度评定与表示3符号和定义

3.1符号

本标难常用符号和代导见表1。

表1 符号和代号

流出系数

操炸条件孔板于孔直径

操作条件上游测量管内径

渐近速度系数

单位符号

SY/T 6143---2004

Rer（Rra）

指对密度系数

流动温使察数

超压缩系数

表1(续）

粗糙度算术平均偏差

质量流量

体积流量

能望流量

标准参比茶件质量发热量

标难参比条件体积发热量

臂径（或孔径）肃诺数

气流热小学温度

气流摄氏温度

乐缩因子

流动调整器的压力损失

直径比，β-d/D

可膨胀性系数

气体动力粘度

等指数

气体密度

ML-'T-2

MI,-:T\

ML'T-1

注1；在“本纲”栏中，长度、质本、时间和热力学温激的举纲：分别用「，M，T和（表示。单位符号

Pa· s

kg/nt*

注2，下标f代表在操作杀件下的数，下标代表在标准签比条性下起零数，下标1代表有关上游取压孔平面上的参数、下标2代表有关下游取压孔平面上的参数，3. 2定义

下列本语和定义适用于本标准。3. 2. 1

标准孔板standard orifice plate标准孔板（简称孔板）是由机械奶工获得的一块圆形穿孔的薄板，它的节流孔圆简形柱面与孔板上游端面垂直：其边缘是尖锐的：孔恢厚与孔板凸径相比是比较小的。它应接本标雅规定范用内所提供的数据和要求进行设计、制造、安装和使用。3. 2. 2

孔板夹持器orifice plate hulder孔板夹持器是用来输出孔板产生的静压力差并安置秘定位孔板的带压管路组件，2

测量管meter tuhe

SY/T 6143—2(04

测量管是指孔板上下游所规定直管段长度的一部分，各横截面面积相等，形状相，轴线重合且临近孔板，按技术指标进行特殊划工的一段直管。3. 2. 4

节流装置throtilirgdevice

使管道中流动的流体产生静压力差的一套装置。整套节流装置由标准孔板、取压装置和上下游直管段所组成。

标准孔板流量计 standard nrifice plates meter标准孔板流量计由节流装置、信号引线和二次仪表系统所组成3. 2. 6

直径比diameter ratio (p)

孔板开孔直径与上游测基内径之比。3. 2.7

取压孔pressuretap

取压孔是指在孔板夹持器上沿径向加工出的一个圆孔，其内边缘是光滑的并且无毛刺。3.2.8

差压differential pressure(Ap)“亲压”这个术语仅适用于本标推中所规定的在下游取乐孔信置上所取得的静压方之差。3. 2. 9

静压 static pressure []

静压是指在上、下游其中一个取压孔上所测量的流动气体的绝对压力，绝对压力可以通过古接测量，也可以由测量的表压加上当地的大气压得到，3. 2. 10

流出系数discharge coefficient [C]流出系数为通过节流装置的实际流量值与理论流星值之比并将它应用到理论流量方程中以获得实际的流量。它是一个星纲为1的数。对不叫压缔流体迫式（1）确定。C=4m /1-F

在一定的安装条件下，对于给定的节流装，该值仅与雷诺数有关。只要节流装置几何相似，并且在相同诺数的条件下，则（的数值是相同的。本标推以实验所确定的数值为依据，给出了求璇出系数C的方程式。3. 2. 11

渐近速度系数appraichvelocityefficient【E】渐近速度系数F是一个数学表达式，它描述了在节流装置渐近段（上游测量管）的流速到孔板开孔处的流速之间的关系，并由式（2）确定。E

在流量方程推导中定义：

称为流量系数，它是直径比β和管径雷诺数Rep的函数。流出系数与流量系数的关系为：(2)

SY/T 6143-2004

可膨胀性系数expansibility factor【e](3)

可膨胀性系数是一个经验表达式，用以修正天然气通过孔板时因密度的变化而起的流量变化。对给定的节流装置利用可压缩流体（\体）进行标定时由式（4）求得=C值，该值取决于雷诺数、差压和气体等嫡指数。式中流出系数C为相问古诺数在液体中直接标定而确定的数值。aC - 4u VT-p

闪此，可膨胀性系数是山式（5）所确定的个系数。44n

Cd2/2pp

当流体是不可下缩流体时，E等于1；当流体是可压缔流体时，小于1。(4)

实验表明，与雷诺数无关，刘于给定的节流装置在已知直径比时，。只取决于差压、静和等愉指数。牢标准给出了让算孔板值的经验方程式。3. 2. 13

管径【或孔径】严诺数pipe(orifice} Reynolds number[Ren【或Rea]]丧征流体惯性力与粘性力之比的量纲为1的参数。本标准所用的雷诺数是以气体上游条件参数和上游臂道内径D（或孔板孔径α）所表示的需诺数，如式（6）所示：Rea= Reu

Ren = 4gm

等指数isentpropic exponent (k)(6)

在可逆绝热（等）转换条件下，压力的相对变化与密度的相对变化之比。它随气体的组成以及随其温度和压力的变化而变化，为了计算天然流量：在本标准中可以将比热容比代替等摘指数。4测量的一般要求

4.1节流装置

4.1.1、节流装置应按照本标准的规定制造、安装和使用4.1.2应对节流装置进行定期检查，使其与本标推保持一致。成注意即使是净化后的大然气，由于含有微量粉尘和液体微粒，也可能在孔板表面上形成沉淀和积垢，经过一段时问会产生流出系数的波动或改变，固而可能导致其值超出本标准所给出的不确定度范用：4.1.3节流装置应采用已知膨胀系数的材料制造，除非使用者确认由于温度变化而引起的尺寸变化可以忽略不计的情况例外，

4.2气流条件

4.2.1气流通过节流装置的流动应是保持业音速的，稳定的或仅随时间缓慢变化的。本标准不适用于脉动流的流量测量。

4.2.2气流应是均匀单相的牛顿流体者气体含有质量成分不超过2%的固体或液体微粒，H早均约散状态，也可以认为是均与单相的牛顿流体，4.2.3气流流经孔板以前，其流束应与管道轴线平行，气流流动应为充分发展紊流且无旋涡，管道横截面所有点上的旋涡角小于2，即认为无旋涡．4.2.4为进行流量测量，应保持孔板下游侧静压力与上游侧静压力之比等于或大于[.75。4

SY/T6143-204

4.2.5可接受的速度剖面条件为：横截面上一点部流速与最大流速的比值与很长直管段（超过100）后管道横截面上之被速比值在5%之内一致：4.3标准参比条件

本标准规定天然气体积流量计量的标推参比条件和发热量测基的燃烧标准参比条件均为绝对压力P，等」101.325kP’a和热力学温度T，等于293.15K。也可来用合同压力和合同温度作为参比条件。5安装要求

5.1总则

5.1.1本标准现整的节流装置见图1。5.1.2流装置应安装在两段具有等直径的画形横截面的直管段之间，在此中问，除了取压孔、测温孔外，无本标准规定之外的障码和连接支管，直管段毗邻孔板的上游10D）（D为上游测量管内径下同）或流动调整器后利下游4D的直管部分需机加1，并符会本标准规定5.1.3符合上述所要求的最短直管段长度随阻流件的形式和直径比而另，并随是否安装流动调整器而不同见 5. 3,

1一上游侧第一阳流件；2一上游侧第一阻疏件，3一孔板和孔板变持器：4一差压讯号含路：5一下游侧第-阻流件：6一孔板前后测量管：7：第一阻流件与第二阻流件之间的直管段；一孔板上游的直管段；一孔板下游的直管段图1节流装置的组成和安装示意图5.2直管段条件

5.2.1直管段直度

节流装置用的直算段应该是直的。当与管道直线的偏差不超过其长度的0.4%时，则认为管道是直的，通带情况下只需日测检验。上下游直管段上管段对接引起管道直线的偏差也应不超过其长度的0.4%.

5.2.2直段圆度和直径

5.2.2.1古管段圆度在孔板上下游侧距取压孔沿测量暂轴向长度上各为0.5D的范面内，应实测。实测结果，其测量管内柱表面园度公差应满足5.2.2.2和5.2.2.3要求。5.2.2.2在离取压孔（装有夹紧环时，应在类紧环前缘）D1\，0.5及0D0.5D之间的上游直管段上取三个与管道轴线垂直的横截面，如果有焊缝第三截而应位于焊缝上。在每个截面上，以大致相等的角距取4个内径的单测值，共得12个单测值，求算术平均值为其实际直径值。任一单测值与平均值比较，其偏差不得大于上0.3光。5.2.2.3在离孔板上游端面2D长度的下游管段上、管道内径与上游直管段的内径乎均值之应不超过内径平均值土.5，可通过检测下游古管段个直径的方法判断，5

现行

北检院检验检测中心能够参考《SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

检测范围包含《SY/T 6143-2004 用标准孔板流量计测量天然气流量》中适用范围中的所有样品。