摘要：以(yi)标準表(biao)法流量(liang)标準裝(zhuang)置爲例(lì)，首先介(jiè)紹了天(tiān)然氣流(liu)量計
檢(jiǎn)定的原(yuán)理，然後(hou)對檢定(dìng)工況參(cān)數不穩(wen)定或工(gong)況參🔞數(shu)測🚶量不(bu)✂️準确對(duì)檢定結(jie)果的影(yǐng)響進行(hang)定性和(he)🙇🏻定量計(ji)算分析(xi)，最後對(duì)保🚶♀️證流(liú)量計檢(jian)定結果(guo)準确可(kě)靠的措(cuo)施及多(duo)種不同(tong)工藝的(de)流量核(he)查方案(àn)進行研(yan)究和🏃讨(tǎo)論。實踐(jiàn)🏃🏻♂️證明，流(liu)量核查(chá)技術的(de)應用是(shi)保證流(liu)量計檢(jian)定結果(guǒ)準确可(kě)靠的有(yǒu)效措施(shi)。
0引言
天(tiān)然氣流(liú)量計實(shi)流檢定(dìng)是一個(ge)多參數(shu)組合測(ce)量過程(cheng)，影響檢(jian)定數據(ju)準确性(xìng)的因素(su)較多。檢(jian)定工況(kuàng)參數不(bu)穩定，參(cān)數測量(liang)結果不(bú)準确，标(biao)準流量(liàng)計的性(xìng)能發生(sheng)變化😍等(děng)都會影(yǐng)響檢定(ding)結果的(de)準确性(xing)和可靠(kào)性。要😘準(zhǔn)确開展(zhǎn)㊙️天然氣(qì)流量計(ji)量，必須(xū)對這些(xiē)影響因(yīn)素進行(hang)充分的(de)研📞究和(he)分析，并(bing)采取必(bì)要的🐅技(ji)術措施(shī)。
1流量計(ji)檢定的(de)原理
采(cai)用标準(zhǔn)表法流(liu)量标準(zhǔn)裝置檢(jian)定流量(liang)計依據(ju)的是流(liú)體♉流動(dòng)的連續(xù)性原理(li)，即質量(liàng)守恒原(yuan)理［1］，如圖(tu)1所示。
标(biāo)準流量(liàng)計MM和被(bei)檢流量(liàng)計MUT用管(guan)道連接(jiē)，在測試(shi)時間内(nèi)👉，流入标(biāo)準流量(liang)計MM的質(zhi)量流量(liàng)爲m1，流入(rù)被檢流(liú)量計MUT的(de)質💃🏻量流(liú)量爲m2，标(biāo)準流量(liang)計和被(bèi)檢流量(liang)計間管(guan)容内質(zhi)量變化(hua)量爲㊙️Δm，則(ze):
m1=m2+Δm(1)
當流動(dòng)達到穩(wen)定狀态(tài)時，Δm=0，所以(yǐ)
m1=m2(2)
亦即天(tiān)然氣流(liu)量計的(de)檢定是(shi)在穩定(ding)條件下(xia)使天然(ran)氣連續(xu)流過标(biao)準流量(liàng)計和被(bèi)檢流量(liang)計，記錄(lù)在相同(tong)時間間(jian)隔♉内标(biāo)準流量(liàng)計和被(bèi)檢流量(liang)計的測(ce)量值，通(tong)過計算(suan)🐅被檢流(liu)🥰量計的(de)示值誤(wu)差和重(zhong)複性等(deng)計量性(xìng)能參數(shu)，來判斷(duàn)流量☎️計(jì)檢定是(shi)否合格(ge)［2］。
流量計(ji)示值誤(wù)差可用(yòng)式(3)和式(shì)(4)計算:
式(shì)中:E爲被(bei)檢流量(liang)計的相(xiàng)對示值(zhí)誤差，%;Qm爲(wèi)被檢流(liu)量計🏃🏻♂️的(de)累積流(liú)量，m3;Qs，m爲标(biāo)準流量(liang)計的累(lèi)積流量(liang)換算到(dao)被檢流(liú)量計處(chu)工況條(tiao)件下的(de)流量值(zhí)，m3;Qs，s爲标準(zhun)流量🌐計(ji)的累積(ji)流量🔴，m3;p爲(wei)天然氣(qi)的壓力(li)，MPa;T爲天然(ran)氣的溫(wēn)度，K;Z爲天(tiān)然氣的(de)壓縮因(yīn)子。下标(biāo)s表♻️示标(biāo)準流量(liang)計處的(de)參數，下(xià)标m表示(shì)被檢流(liu)量計處(chu)的參數(shu)。
2影響檢(jiǎn)定結果(guo)的因素(sù)分析
2.1工(gōng)況參數(shù)穩定性(xìng)的影響(xiǎng)
由式(1)可(kě)見，當檢(jiǎn)定過程(cheng)中工況(kuàng)參數不(bu)穩定時(shi)，m1≠m2，亦即流(liú)過📱标準(zhun)流量計(jì)和被檢(jian)流量計(jì)的量值(zhí)不一緻(zhì)，此時用(yong)❌式(3)計算(suàn)得的示(shì)值誤差(cha)不能準(zhun)确地反(fan)映流量(liang)計的真(zhen)實特性(xing)‼️。
由于在(zai)一次檢(jiǎn)定過程(chéng)中天然(ran)氣組分(fen)變化不(bu)大，所以(yi)🔞，此處隻(zhi)考慮壓(ya)力和溫(wēn)度變化(huà)的影響(xiǎng)。根據狀(zhuang)态方程(cheng)，管容内(nèi)天然氣(qi)的質量(liàng)變化量(liàng)可用式(shì)(5)計算。
式(shi)中:p爲管(guǎn)容内天(tiān)然氣壓(yā)力，Pa;V爲管(guan)容，m3;M爲天(tiān)然氣摩(mó)爾質量(liàng)，kg·kmol－1;Z爲管⛱️容(róng)💋内天然(rán)氣的壓(yā)縮因子(zǐ);Ｒ爲通用(yong)氣體常(chang)數，J/(mol·K);T爲💛管(guan)容内天(tian)然氣☂️溫(wen)度，K。
以一(yi)組實際(ji)檢定數(shu)據爲例(lì)，分别給(gěi)出壓力(lì)和溫度(du)變化對(dui)流量計(jì)檢定結(jié)果的影(yǐng)響。
檢定(dìng)一台DN250流(liú)量計，每(mei)次檢定(ding)時間爲(wèi)60s;在流量(liàng)爲5600m3/h下，使(shi)用5台并(bìng)聯安裝(zhuang)的标準(zhǔn)流量計(ji)，在流量(liang)爲580m3/h下，使(shǐ)用1台❓标(biāo)準流量(liang)計，初始(shǐ)檢定結(jie)果如表(biǎo)1和表2所(suo)示。該标(biao)準🔞表與(yu)被檢表(biǎo)之間管(guǎn)道的容(rong)積爲9.778m3，累(lei)積質量(liàng)分别爲(wei)☔4451.96kg和466.18kg。
檢定(dìng)參數變(biàn)化引起(qǐ)附加管(guǎn)容中質(zhi)量變化(hua)對示值(zhí)誤💯差的(de)影響用(yòng)式(6)計算(suàn):
假設檢(jian)定過程(cheng)中壓力(lì)變化±5kPa，溫(wēn)度變化(huà)±0.2℃，對檢定(dìng)結果的(de)影📞響見(jian)表💔3和表(biao)4。
檢定規(gui)程JJG1030［3］和JJG1037［4］中(zhōng)規定對(duì)準确度(dù)等級不(bú)低于1.0級(jí)的流量(liàng)計♋，在每(měi)個流量(liàng)點的每(měi)一次檢(jian)定過程(cheng)中，壓力(li)波動應(yīng)不超過(guò)±0.5%，檢定用(yòng)氣體的(de)溫度變(bian)化應不(bú)超過±0.5℃。按(àn)💃🏻此規定(ding)計算壓(ya)力變化(hua)✔️±30kPa、溫度變(bian)化±0.5℃時，對(dui)檢定結(jie)果的影(ying)響見表(biao)5和表6。
可(kě)見，工況(kuang)參數的(de)穩定性(xìng)對檢定(ding)結果有(yǒu)較大的(de)影❤️響，尤(you)其是🌐小(xiao)流量點(dian)，因爲累(lei)積流量(liang)較小，所(suǒ)以，影響(xiang)更大，而(ér)且❌壓力(li)或溫💰度(dù)變♈化爲(wei)檢定規(guī)程最大(da)允許值(zhi)時将産(chan)生不可(ke)忽略🌏的(de)影響。
爲(wei)了保證(zheng)檢定結(jie)果準确(que)，除了保(bǎo)證在檢(jian)定過程(cheng)中工況(kuàng)參數處(chù)于穩定(ding)狀态外(wài)，在設計(ji)階段還(hai)應該考(kǎo)慮盡可(kě)能減小(xiǎo)标準流(liú)量計和(he)被檢流(liu)量計之(zhi)間的管(guǎn)容，檢定(dìng)過程中(zhōng)需保證(zhèng)足夠長(zhǎng)的測量(liang)時間。
2.2工(gong)況參數(shu)測量準(zhun)确性的(de)影響
由(you)式(4)可見(jian)，标準流(liú)量計和(he)被檢流(liú)量計處(chu)工況參(cān)數測量(liang)的準确(que)性也會(hui)影響檢(jiǎn)定結果(guǒ)。
爲了有(yǒu)個定量(liàng)的了解(jie)，并且比(bǐ)較不同(tong)流量點(diǎn)下相同(tong)影響🈲因(yin)素對檢(jiǎn)定結果(guǒ)的影響(xiang)，仍以前(qián)面的檢(jian)定😍數據(jù)爲例，分(fèn)别從标(biāo)準流量(liàng)計壓力(li)和溫度(du)、被檢流(liú)量計壓(yā)力和溫(wen)✌️度、天然(rán)氣組分(fèn)等方面(mian)定量分(fèn)析測量(liàng)結果準(zhun)确性對(dui)檢🐆定結(jie)果的影(yǐng)響。在分(fèn)析壓力(li)和👄溫度(dù)的影響(xiang)👣過程中(zhong)，同時考(kǎo)慮壓力(li)和溫度(du)測量結(jie)果準确(què)性對壓(yā)📞縮因子(zi)的影響(xiǎng)💋。
2.2.15600m3/h流量點(diǎn)測量結(jié)果準确(que)性影響(xiǎng)分析
在(zai)流量爲(wei)5600m3/h下，投用(yòng)5台并聯(lian)安裝的(de)标準流(liú)量計，初(chū)始檢定(ding)結果如(rú)🐕表1所示(shi)。
該流量(liàng)點下标(biāo)準表或(huò)被檢表(biǎo)壓力測(cè)量誤差(cha)5kPa或溫度(du)測量誤(wù)差0.2℃或組(zǔ)分中C6+測(ce)量誤差(chà)0.02%後對流(liú)量計檢(jiǎn)定♈結果(guo)的影響(xiang)如表7所(suǒ)示。
從表(biao)中可以(yi)看出，多(duō)路标準(zhǔn)表并聯(lian)情況下(xià)，被檢表(biao)壓力或(huo)溫度的(de)偏差比(bi)其中一(yī)路标準(zhun)表相同(tóng)大小的(de)偏差帶(dai)💰來更大(dà)的示值(zhí)誤差的(de)變化，而(er)天然氣(qì)組分偏(piān)差對示(shì)值誤差(cha)的變化(hua)影響相(xiang)對較小(xiao)。
2.2.2580m3/h流量點(dian)測量結(jie)果準确(què)性影響(xiǎng)分析
在(zài)流量爲(wèi)580m3/h下，投用(yong)1台标準(zhǔn)流量計(jì)，初始檢(jian)定結果(guǒ)如表2所(suo)示🐪。
該流(liú)量點下(xia)标準表(biao)或被檢(jian)表壓力(lì)測量誤(wu)差5kPa或溫(wen)度測量(liang)誤差0.2℃或(huo)組分中(zhong)C6+測量誤(wù)差0.02%後對(duì)流量計(ji)檢定結(jié)果🧑🏽🤝🧑🏻的影(ying)❗響如表(biǎo)8所示。
從(cong)表中可(kě)以看出(chū)，單路标(biāo)準表情(qíng)況下，被(bei)檢表壓(ya)力‼️或溫(wen)度的偏(pian)差與标(biāo)準表相(xiang)同大小(xiǎo)的偏差(chà)帶來大(da)小近似(sì)但🥰方向(xiang)相反❄️的(de)示值誤(wu)差變化(hua)，而天然(rán)氣組分(fèn)偏差對(dui)示值⛷️誤(wu)差的📐變(biàn)化影響(xiǎng)仍然相(xiàng)對較小(xiǎo)。
3确保檢(jiǎn)定結果(guo)準确可(ke)靠的措(cuò)施
從上(shàng)面的分(fèn)析和讨(tao)論可見(jian)，檢定過(guo)程中工(gong)況參數(shu)不穩定(ding)或測量(liàng)不準确(què)都會影(yǐng)響檢定(dìng)結果的(de)準确性(xing)。标準流(liu)量計性(xing)能的變(bian)㊙️化更是(shì)直接影(ying)響檢定(dìng)結果。爲(wèi)确保檢(jiǎn)定結果(guo)準确可(ke)靠🤟，應采(cai)取一系(xì)列技術(shu)🤩保證措(cuo)施🙇♀️。
一是(shì)對标準(zhǔn)流量計(ji)及輔助(zhù)計量器(qi)具按照(zhào)相應的(de)檢定規(guī)程進行(háng)檢定和(he)校準，并(bìng)對測量(liàng)結果進(jìn)行修🐅正(zheng)。
二是對(dui)标準流(liú)量計及(jí)輔助計(jì)量器具(jù)的測量(liang)結果進(jìn)㊙️行♋核查(chá)。對标準(zhǔn)流量計(ji)采用實(shí)時核查(chá)方法，詳(xiang)見下節(jiē);對輔助(zhù)計量器(qi)具采用(yong)定期核(he)查，并對(dui)出現偏(piān)差的輔(fǔ)助計量(liàng)器具進(jin)行校準(zhun)。對于溫(wen)✌️度和壓(ya)力變送(sòng)器可以(yi)采用标(biao)準器進(jìn)行核查(chá)，也可以(yi)用其他(ta)變送器(qi)進行核(he)⁉️查;對于(yu)天然氣(qi)組分分(fen)析結果(guo)，采用不(bú)同色譜(pǔ)分析儀(yi)分析結(jié)果計算(suan)的壓縮(suo)因子或(huo)相對☔密(mì)度值進(jìn)行核查(chá)。
三是加(jiā)強對工(gōng)況參數(shu)的監控(kòng)和調整(zheng)，保證檢(jiǎn)定過程(cheng)中工況(kuang)📐參數穩(wěn)定。
四是(shi)每次檢(jian)定過程(cheng)中都要(yào)保證有(yǒu)足夠長(zhang)的檢定(ding)時間。
4幾(jǐ)種流量(liàng)核查方(fang)法的分(fen)析和讨(tǎo)論
在标(biao)準表法(fǎ)流量标(biāo)準裝置(zhi)中，爲了(le)監測标(biao)準流量(liàng)計的性(xìng)💯能，通常(cháng)采用流(liú)量核查(cha)技術，即(ji)在标準(zhun)裝置🌐中(zhōng)安裝不(bu)同工😄作(zuo)原理的(de)核查标(biao)準流量(liang)計。一般(bān)采用渦(wō)輪流量(liang)計作爲(wei)标準流(liu)量㊙️計，用(yong)超👉聲流(liú)量計作(zuo)爲核查(cha)标準流(liu)量計。常(chang)用的流(liú)量核查(chá)方🤞案有(you)如下幾(ji)種:即總(zong)量核查(cha)、一對一(yī)核查和(he)對标🤞準(zhun)裝置的(de)核查。
4.1标(biāo)準流量(liang)計總量(liang)核查法(fa)
總量核(hé)查法是(shi)在并聯(lian)安裝的(de)标準流(liú)量計的(de)彙管🤞上(shàng)遊串🌏聯(lian)安裝一(yī)台核查(chá)超聲流(liú)量計CM，檢(jian)定用天(tian)然氣先(xiān)流過核(hé)查🍓超聲(sheng)流量計(jì)，再流過(guo)标準流(liú)量計MM和(hé)被檢流(liú)量計MUT，工(gōng)作原理(lǐ)見圖2。
4.2标(biao)準流量(liàng)計一對(duì)一核查(chá)法
一對(dui)一核查(chá)法是在(zài)每一台(tai)标準流(liú)量計的(de)上遊都(dōu)串聯安(ān)裝一♊台(tai)核查超(chāo)聲流量(liàng)計，檢定(dìng)用天然(rán)氣先流(liú)過核查(chá)⛱️超聲流(liu)量計，再(zài)流過标(biao)準流量(liàng)計和被(bei)檢⛷️流量(liàng)計，工作(zuo)原理見(jian)圖3。
4.3标準(zhǔn)裝置核(he)查法
标(biao)準裝置(zhi)核查法(fa)是在被(bèi)檢流量(liàng)計直管(guan)段的上(shàng)遊串聯(lián)安裝一(yi)台核查(chá)超聲流(liú)量計，檢(jiǎn)定用天(tiān)然氣先(xian)流過🔴标(biao)準流量(liang)計，再♍流(liu)過核查(cha)超聲流(liu)量計和(hé)被檢流(liu)量計。該(gai)方案與(yu)總量核(he)查法或(huo)一對一(yi)核查法(fa)共同使(shǐ)用會更(geng)完善。工(gōng)作原理(li)見圖4、圖(tú)5。
4.4分析和(hé)讨論
以(yi)上四種(zhǒng)流量核(he)查方案(àn)均可實(shí)現對标(biao)準流量(liang)計🧑🏾🤝🧑🏼的實(shí)時核查(cha)，但又各(gè)具特色(se)。
在圖2所(suo)示的标(biāo)準流量(liang)計總量(liang)核查方(fāng)案中，所(suo)用核查(chá)流量計(ji)🏃♀️和工藝(yi)閥門等(deng)設備少(shao)，投資少(shao)，但對個(ge)别流量(liang)⛱️計的性(xing)能變化(hua)不能直(zhi)接判别(bie)出來。
在(zài)圖3所示(shì)的标準(zhǔn)流量計(jì)一對一(yī)核查方(fāng)案中，所(suo)用核查(cha)流量計(ji)和工藝(yi)閥門等(deng)設備多(duō)，投資大(dà)，但對個(ge)💛别流量(liang)計的性(xing)能變化(huà)能直接(jie)準确地(dì)判别出(chu)來。
圖4和(hé)圖5所示(shì)的标準(zhǔn)裝置核(hé)查方案(an)除具有(yǒu)上述兩(liǎng)種🥵核查(chá)方案的(de)特點外(wai)，還具有(yǒu)更多的(de)優點:
一(yī)是實現(xiàn)了對整(zhěng)體标準(zhun)裝置的(de)核查，包(bāo)含了工(gōng)藝系統(tong)的影響(xiǎng)，如标準(zhun)流量計(ji)至被檢(jiǎn)流量計(ji)間的因(yīn)閥門🔞關(guan)閉不嚴(yan)可能産(chǎn)生的分(fèn)流或彙(huì)流的影(yǐng)響。
二是(shi)可以有(you)效監視(shì)檢定工(gōng)作參數(shu)是否穩(wen)定。由式(shì)(5)和式(6)可(ke)見，工況(kuang)參數變(bian)化的影(yǐng)響與标(biāo)準流量(liang)計、被檢(jiǎn)流量計(jì)或核查(chá)流量計(jì)間的管(guan)容成正(zhèng)比，而圖(tú)4和圖5所(suǒ)示方案(an)的管容(rong)遠遠大(dà)于圖2和(he)圖3方案(an)中的管(guan)容，所以(yǐ)，可以更(geng)有效地(dì)監視檢(jiǎn)定工況(kuàng)參數的(de)變化。
三(san)是對核(hé)查流量(liàng)計與被(bei)檢流量(liang)計示值(zhi)誤差計(ji)算所🤞用(yong)的标🥵準(zhun)🌈流量計(jì)參數相(xiàng)同，算法(fǎ)相同，核(hé)查流量(liang)♍計與被(bei)檢流量(liàng)計處的(de)工況參(can)數相近(jìn)，所以可(kě)對被⁉️檢(jian)流量計(jì)結果進(jìn)行更準(zhǔn)确的判(pàn)斷。
5結束(shù)語
對天(tian)然氣長(zhang)輸管道(dao)上安裝(zhuang)的流量(liàng)計檢定(ding)時應嚴(yán)格❓控制(zhì)工況參(cān)數的穩(wen)定性。保(bao)證天然(ran)氣流量(liang)計檢㊙️定(ding)結果準(zhǔn)确可✔️靠(kào)的前提(tí)❄️條件是(shi)流量标(biao)準裝置(zhi)測量的(de)量值是(shi)準确的(de)，工藝設(shè)備是完(wán)好的，操(cao)作條件(jiàn)🔅是穩定(ding)的♻️。除了(le)要制定(ding)完善的(de)⭐管理辦(ban)法，采取(qǔ)有效的(de)技術措(cuò)施外，增(zeng)加流量(liang)在線實(shi)時核🍉查(chá)技術是(shi)保🚩證檢(jian)定數據(ju)📞準确、檢(jian)定結論(lun)判斷正(zhèng)确的有(you)效措施(shi)。
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