摘要:爲确保(bao)高壓天然氣(qì)流量計 在檢(jiǎn)定周期性能(neng)的穩定可靠(kào)，需要定期對(dui)在用流量計(jì)進行核🌈查測(cè)試，使用中檢(jiǎn)驗隻能作爲(wèi)一種輔助手(shǒu)段确認流量(liàng)計的工作狀(zhuàng)态，但無法确(què)認流量計精(jing)度是否發生(sheng)變化，在線比(bi)對受現🤞場條(tiáo)件限制實時(shí)較爲困難，文(wen)章從比對流(liú)量計選型🌈、軟(ruǎn)件配備、實施(shī)方法幾個方(fang)面結合現場(chang)實際，提出一(yī)種可适用現(xiàn)場的在線🈲實(shí)流比對方法(fa)。
1概述
　　随着天(tiān)然氣工業的(de)發展，天然氣(qi)貿易量與日(ri)俱增，經📞濟全(quán)球化的推進(jìn)，我國天然氣(qi)貿易交接計(jì)量越♋來越👅多(duo)，天然氣♋計量(liàng)💛的準♋确可靠(kào)性愈來愈受(shou)到關注，已關(guān)系到國計民(min)生。天然氣易(yì)燃、易爆、可壓(ya)縮、組分複雜(zá)等特性，導緻(zhi)🙇🏻天然氣計量(liang)成爲全球計(ji)量學📧領域中(zhong)的難點，爲了(le)提高天然氣(qi)計量正确率(lǜ)，确保計量準(zhǔn)确可📧靠，按照(zhao)《計量法》要求(qiú)需定期對天(tian)然氣⭐流量計(ji)進行檢定和(hé)校準✌️［1－2］，确保流(liu)量計的準确(què)可靠。
　　按照流(liu)量計檢定規(guī)程［3－4］的要求，現(xiàn)場在用的流(liú)量計檢定周(zhōu)期♋一般爲2年(nián)，由于流量計(ji)使用條件較(jiao)爲複雜，影響(xiǎng)流💋量計的因(yīn)素多，在檢定(dìng)周期内流量(liang)計的性能可(kě)能會發生變(biàn)化，影響買💃🏻賣(mai)雙方貿易計(ji)量的公平，所(suo)以💃需要定期(qi)對檢定周期(qī)内的流量計(jì)進行在線核(hé)查，确🌈認流量(liang)計工作性能(neng)及精度，目前(qián)主要核查方(fāng)式有超聲流(liú)量計的使用(yòng)中檢驗和流(liu)量計比對。
2流(liú)量計在線核(he)查方案分析(xī)
2.1利用超聲流(liú)量計診斷軟(ruan)件進行使用(yòng)中檢驗
　　随着(zhe) 超聲流量計(ji) 計量技術的(de)不斷發展，目(mu)前在用超聲(sheng)流量計的廠(chǎng)家均配🔞備使(shi)用中檢驗的(de)配套軟件，按(àn)照國家标準(zhǔn)GB/T30500—2014《氣體超聲流(liú)量計使用中(zhong)🈲檢驗聲速檢(jian)驗法》［5］對超聲(shēng)流量計的聲(sheng)速、信号質❄️量(liàng)、增益🈚、信噪比(bǐ)、流速系數5個(ge)參數進行診(zhěn)斷，通過這些(xiē)參數的監測(cè)，可🌈分析流量(liàng)計的性能，确(que)認流量計的(de)工作狀态。這(zhè)些參數的組(zu)合可作爲形(xing)成專用監測(ce)系統的基礎(chu)。有關自診斷(duàn)信息分析🛀🏻方(fang)法的示例如(rú)☔表1所示。

　　流量計的(de)使用中檢驗(yan)可分析流量(liàng)計的工作狀(zhuang)态，确保在用(yong)流量計的性(xing)能正常，但是(shì)，流量計的各(ge)項分析參數(shù)正常并不能(neng)确認計量的(de)精度一定好(hǎo)，僅能作爲💛一(yi)種輔助手段(duàn)👣進行參考，同(tóng)時由于 渦輪(lun)流量計 是機(jī)械原件，無法(fǎ)對渦輪流量(liàng)計進行診斷(duan)，進而判斷✔️渦(wō)輪流量計的(de)性能。
2.2通過流(liú)量計比對方(fāng)法進行核查(cha)
　　流量計比對(dui)是選用2台流(liú)量計串聯安(an)裝或者通過(guò)流程切換使(shǐ)2台流量計串(chuan)聯的方式進(jin)行測試，比較(jiào)2台流✊量計相(xiang)同時間段内(nei)的累計流量(liàng)值，進而分析(xi)流量計🙇🏻的計(ji)量性能，如圖(tú)1所示。
通過定(ding)期比較2台流(liú)量計流量偏(piān)差，确保在檢(jian)定周期❓内流(liu)量計的偏差(chà)在檢定規程(chéng)允許的範圍(wei)内，該種方法(fǎ)可使用👨‍❤️‍👨所有(yǒu)類型流量計(jì)，較使用中檢(jiǎn)驗可更直接(jie)反映流量計(jì)計✔️量的正确(què)率。
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3流量計在(zài)線比對核查(cha)技術路線
　　流(liú)量計在線比(bi)對較使用中(zhōng)檢驗有較大(dà)的優勢，但是(shì)受現場流程(chéng)條件限制，實(shi)施起來難度(du)較大。流量計(jì)對上下遊直(zhí)管段要求較(jiao)爲嚴格，由于(yú)大多數場站(zhàn)的設計局限(xiàn)，現場無法再(zai)串🔞聯安裝1台(tai)流量計，同時(shí)反複的拆裝(zhuang)也會影響現(xian)場實際生産(chǎn)供氣，需要💃🏻投(tóu)入大量的人(ren)力物力，爲了(le)解決這一技(ji)術難題，可通(tōng)過以下技術(shu)路線進行流(liú)量計比對。
3.1比(bǐ)對流量計的(de)選取
　　通過不(bu)同類型流量(liàng)計的性能分(fen)析，可選用一(yi)台便于安✌️裝(zhuang)，不需✨要拆裝(zhuang)直管段的外(wai)夾式超聲流(liú)量計作爲比(bǐ)對參考流量(liang)計，如圖2所示(shi)。圖2所示。

　　 外(wai)夾式超聲流(liú)量計 是一種(zhong)将換能器固(gù)定在流體管(guǎn)道外，聲波傳(chuán)播的路徑透(tou)過流體管道(dao)壁的流量計(ji)，具有以下技(ji)術特點:①安🏃‍♂️裝(zhuāng)便捷且成本(běn)🐇低;②獨🔅立測量(liàng)，不依賴流體(ti)的傳導性和(hé)壓力;③無壓損(sun)，無洩漏;④可對(duì)現有✊設備回(hui)顧安裝;⑤無需(xū)切斷管道，不(bu)用中斷生産(chǎn)，不用停止設(she)備;⑥不🥵與介質(zhì)接觸;⑦精度較(jiao)低，長期穩定(ding)性較差，受安(an)裝條❄️件影響(xiang)大。
3.2流量計比(bi)對方法
　　外夾(jia)式超聲流量(liang)計較适合現(xiàn)場工藝條件(jiàn)，但是精度和(hé)穩定性較差(chà)，外夾式流量(liàng)計的測量值(zhí)無法作爲參(cān)考值，但可利(li)用📧外夾式流(liu)量計短期穩(wěn)定性較好進(jin)行流量計之(zhi)間比對。現場(chang)計量工藝流(liu)程如圖3所示(shi)，由多條計量(liàng)支路并聯組(zǔ)成計量橇，但(dan)各計量支路(lù)無法通過流(liu)程切換實現(xian)串聯安裝，可(ke)通過在🏃🏻計量(liàng)橇上遊選一(yi)直管段安裝(zhuāng)外夾式流量(liàng)計，通過每條(tiáo)支路與外夾(jia)🐅式流量計的(de)偏差，計算各(gè)計量支路之(zhī)間的偏差。


式中:E1爲計(ji)量支路1與外(wài)夾式流量計(ji)的偏差;Q1爲計(jì)量💯支🐇路1的流(liu)量值;Qwai爲外夾(jia)式流量計的(de)流量值。

式中(zhōng):E2爲計量支路(lù)2與外夾式流(liu)量計的偏差(cha);Q2爲計量支路(lù)2的🙇🏻流量值。

式(shì)中:E3爲計量支(zhi)路2與計量支(zhī)路1的偏差。
同(tóng)理可得出其(qi)他支路之間(jian)的偏差值。
3.3比(bi)對方法的實(shi)施
(1)流量計檢(jiǎn)定完成現場(chǎng)安裝後錄取(qǔ)第1次數據，第(dì)一次數據作(zuò)爲參考值，每(měi)隔一段時間(jiān)做一下測試(shì)，測試結✌️果與(yǔ)第1次🏃🏻測試結(jie)果進行比對(dui)，分析流量計(ji)計量的穩定(ding)性的變化，确(que)認流量計的(de)計⚽量性能，确(què)保☎️貿易計量(liang)🈲交接的準确(què)可靠。
(2)第1次的(de)測試結果，需(xu)要對2台流量(liàng)計測試結果(guo)的偏差與合(he)成不确定度(du)進行比較，分(fèn)析流量計的(de)精度。
3.4數據的(de)采集系統
3.4.1數(shù)據采集系統(tǒng)實現以下功(gōng)能
　　可實現實(shi)時采集2台流(liú)量計及配套(tào)溫度、壓力儀(yi)表信号，并進(jin)㊙️行🆚流量、溫度(du)和壓力補償(chang)計算，存儲數(shu)據，生成🐕報告(gào)🔱等功能。
主要(yao)設備應包括(kuo):數據采集計(ji)算機、MPU、輸入模(mo)塊、脈沖/頻率(lǜ)信🈚号采🐇集卡(ka)、計時模塊、通(tōng)信模塊、脈沖(chong)信号隔離放(fang)🥵大器🈲、浪湧保(bǎo)護器等💁組成(cheng)。
3.4.2數據采集系(xi)統軟件要求(qiú)
(1)物性參數計(ji)算
　　天然氣工(gōng)作條件下的(de)壓縮因子使(shǐ)用AGARe-portNo.8［6］規定的方(fang)法計算，數據(ju)采🧑🏽‍🤝‍🧑🏻集軟件内(nei)自帶壓縮因(yīn)子計算模塊(kuài)，可手動輸入(ru)溫度🧡、壓力和(hé)組分獲取壓(yā)縮因子計算(suan)結果用于驗(yan)證數據采集(jí)模塊計算結(jié)果的可靠性(xìng)。
(2)流量計算
　　渦(wo)輪流量計瞬(shùn)時流量計算(suàn)使用GB/T21391［7］或ISO9951［8］規定(dìng)的方法計算(suan)，修正㊙️因🈲子🚶(誤(wu)差)和流量關(guān)系式使用多(duo)點插值修正(zheng)方法.
　　超聲流(liu)量計瞬時流(liu)量計算使用(yong)GB/T18604［9］或AGANo.9［10］或ISO17089［11］規定的(de)方法計🏃🏻‍♂️算💋，修(xiū)正因子(誤差(chà))和流量關系(xi)式使用多點(dian)插值修正方(fāng)法🈲。
(3)信号采集(ji)方式
　　脈沖/頻(pin)率、溫度、壓力(li)信号的采集(ji)均采用累積(jī)量，采取相同(tóng)時間🌐段内的(de)累計流量值(zhi)，避免由于瞬(shun)時值波動引(yǐn)入較大的誤(wu)⁉️差。
4實際應用(yòng)
　　以某管道公(gong)司貿易計量(liàng)交接站爲例(lì)進行實際應(ying)用分析，該站(zhàn)計量橇選用(yòng)3條DN200的計量支(zhi)路，流量計信(xin)息如🥰表2所示(shi)，比對流量計(jì)選用外夾式(shì)超聲流量計(ji)，安裝于DN200的直(zhí)管段。

　　按照上(shàng)文所說方法(fǎ)進行測試，測(cè)試流量點爲(wèi)1500m3/h，按照式(1)～式(3)進(jin)行🔅計算，測試(shi)結果如表3所(suo)示。

通過測試(shì)結果可分析(xī):
(1)3台流量計檢(jian)定完成後首(shou)次比對結果(guǒ)符合規範要(yao)求，流量計♈安(ān)裝完成後性(xìng)能良好。
(2)3台流(liú)量計在檢定(dìng)周期内相互(hù)之間偏差的(de)變化值均小(xiao)☁️于0.7%，符合标準(zhun)要求，證明3台(tai)流量計的穩(wen)定性能較好(hao)。
5結束語
(1)在對(dui)貿易計量交(jiāo)接站設計時(shi)，可增加計量(liang)橇的對比流(liu)👈程⛷️，實現定期(qi)對在用貿易(yì)計量流量計(ji)進行實流在(zai)線比對，确保(bao)流💜量計計量(liang)性能良好［12－13］。
(2)在(zài)不具備在線(xiàn)實流比對工(gōng)藝流程的場(chǎng)站可選用外(wài)夾式超👨‍❤️‍👨聲流(liú)量計作爲傳(chuan)遞值對計量(liàng)橇各支路進(jin)行比對🙇🏻，确認(ren)流量計的計(ji)量性能。
(3)對于(yú)超聲流量計(jì)需要定期進(jin)行使用中檢(jian)驗，對于性能(neng)🏃🏻參數異常的(de)流量計需要(yao)及時處理，必(bì)要時重😄新送(sòng)檢，确🧡保現場(chang)計量結🈲果的(de)準确可靠。
(4)利(lì)用外夾式超(chao)聲流量計進(jìn)行比對的方(fang)法可用于💃🏻各(ge)管💛道公司計(jì)量輸差的查(cha)找及控制，提(ti)高計量管理(lǐ)水🏒平，維護公(gong)司利✌️益。

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