摘(zhāi)要：以(yǐ)标準(zhǔn)表法流(liú)量标準裝置爲例(lì)，首先(xiān)介(jiè)紹了天然氣流量計 檢定的(de)原理，然後對檢定工(gōng)況參數不(bú)穩定或工(gōng)況參(cān)數測量不準确(què)對檢定結(jié)果的影響(xiǎng)進行定性(xìng)和定(dìng)量計(jì)算分(fèn)析，最後對保證(zhèng)流量(liàng)計檢定結(jié)果準(zhǔn)确可靠的(de)措施及(jí)多種不同工(gōng)藝(yì)的流量(liàng)核查(chá)方案(àn)進行(háng)研究和讨論。實(shí)踐證(zhèng)明，流量(liàng)核查技術的應用(yòng)是保證流量計(jì)檢定(dìng)結果準确(què)可靠的有(yǒu)效措(cuò)施。
0引言
　　天然氣(qì)流量計(jì)實(shí)流檢(jiǎn)定是(shì)一(yī)個(gè)多參(cān)數組合測量過(guò)程(chéng)，影(yǐng)響檢定數(shù)據準确性的因(yīn)素較多(duō)。檢定工(gōng)況參數(shù)不(bú)穩定，參數測量結果(guǒ)不(bú)準确(què)，标準流(liú)量計(jì)的性(xìng)能發(fā)生變化等(děng)都會(huì)影響(xiǎng)檢(jiǎn)定結果(guǒ)的準(zhǔn)确(què)性(xìng)和可(kě)靠(kào)性(xìng)。要(yào)準确開(kāi)展天然氣(qì)流(liú)量計量，必須對這(zhè)些影響(xiǎng)因素進行充(chōng)分的研究和分析，并(bìng)采取必要(yào)的技術措施。
1流量計(jì)檢定(dìng)的原(yuán)理
　　采用标(biāo)準表法流(liú)量标準裝置檢(jiǎn)定流(liú)量計依據(jù)的是流體(tǐ)流動的連(lián)續性原理(lǐ)，即質(zhì)量守恒原理［1］，如(rú)圖1所示。

　　标(biāo)準流(liú)量計(jì)mm和被檢(jiǎn)流(liú)量計mut用管(guǎn)道連接，在測試時間(jiān)内，流入标準流(liú)量計mm的質(zhì)量流(liú)量爲m1，流(liú)入被檢(jiǎn)流量(liàng)計mut的質量(liàng)流量爲m2，标準流量計(jì)和被檢流(liú)量計間管容内(nèi)質量(liàng)變化量爲(wèi)Δm，則:
m1=m2+Δm(1)
當流動達到穩定狀(zhuàng)态(tài)時，Δm=0，所(suǒ)以
m1=m2(2)
　　亦(yì)即天然氣流量計的檢定(dìng)是在穩定條(tiáo)件(jiàn)下使(shǐ)天然(rán)氣連續流過标準流(liú)量計和(hé)被檢流量計，記錄在相(xiàng)同時(shí)間間隔(gé)内(nèi)标準流量(liàng)計和(hé)被檢(jiǎn)流量計的(de)測量值，通過計(jì)算被(bèi)檢流量計(jì)的示值誤(wù)差和重複性等計量(liàng)性能參數(shù)，來判(pàn)斷流(liú)量計檢定(dìng)是否合格［2］。
流量(liàng)計示值誤(wù)差可用式(3)和式(shì)(4)計算:

　　式中:e爲被(bèi)檢流(liú)量計(jì)的相(xiàng)對示(shì)值誤(wù)差，%;qm爲被檢(jiǎn)流量計的(de)累積流量(liàng)，m3;qs，m爲(wèi)标(biāo)準流(liú)量計的累積流(liú)量換(huàn)算到被檢流量計(jì)處工況(kuàng)條件(jiàn)下的流量(liàng)值，m3;qs，s爲标(biāo)準(zhǔn)流量(liàng)計的(de)累積流量(liàng)，m3;p爲天然氣(qì)的壓(yā)力，mpa;t爲(wèi)天然(rán)氣的(de)溫度，k;z爲天然(rán)氣(qì)的壓(yā)縮(suō)因子。下标s表示标準流(liú)量計(jì)處的(de)參數(shù)，下标m表示被檢流量(liàng)計處的參(cān)數。
2影響檢(jiǎn)定結果的因(yīn)素分析(xī)
2.1工況參數穩定(dìng)性的影響
　　由式(shì)(1)可見，當檢(jiǎn)定過程中工(gōng)況(kuàng)參數(shù)不穩定時(shí)，m1≠m2，亦即流過(guò)标(biāo)準流量(liàng)計和被檢流量(liàng)計的(de)量值不一(yī)緻，此時(shí)用(yòng)式(3)計算得的(de)示值誤差不(bú)能(néng)準(zhǔn)确地反映(yìng)流量計的(de)真實特性(xìng)。
　　由(yóu)于(yú)在一(yī)次檢(jiǎn)定過(guò)程中天(tiān)然(rán)氣組分變(biàn)化不(bú)大，所(suǒ)以(yǐ)，此(cǐ)處隻考慮(lǜ)壓力和溫(wēn)度變(biàn)化的影響(xiǎng)。根據(jù)狀态方(fāng)程，管容(róng)内天然氣的質(zhì)量變(biàn)化量可用(yòng)式(5)計(jì)算。

　　式(shì)中:p爲管容内天然氣壓力，pa;v爲管容，m3;m爲天然氣摩爾質(zhì)量，kg·kmol－1;z爲管(guǎn)容内天(tiān)然氣(qì)的壓縮因(yīn)子;Ｒ爲通用(yòng)氣體常數，j/(mol·k);t爲(wèi)管容内(nèi)天然氣溫度，k。
　　以一組實(shí)際(jì)檢定(dìng)數據爲例(lì)，分别(bié)給出壓力(lì)和溫度變化(huà)對流量計檢定結果的(de)影(yǐng)響。
　　檢定(dìng)一台dn250流量計，每次檢(jiǎn)定時(shí)間爲60s;在流(liú)量爲5600m3/h下，使用5台(tái)并聯安裝的标(biāo)準流(liú)量計(jì)，在流(liú)量爲580m3/h下，使用1台(tái)标準(zhǔn)流(liú)量(liàng)計，初(chū)始檢定(dìng)結果如表1和(hé)表(biǎo)2所示。該(gāi)标準(zhǔn)表與被檢表之間管道的(de)容積爲(wèi)9.778m3，累(lèi)積質量分别爲4451.96kg和466.18kg。

檢(jiǎn)定參數(shù)變(biàn)化引起(qǐ)附(fù)加管容中(zhōng)質量變(biàn)化(huà)對示值誤差(chà)的影響(xiǎng)用式(6)計算(suàn):

　　假設檢定過程中壓(yā)力變化±5kpa，溫度變(biàn)化±0.2℃，對檢定結果(guǒ)的影響(xiǎng)見表3和表4。
　　檢定(dìng)規程jjg1030［3］和jjg1037［4］中規(guī)定對(duì)準确(què)度等級(jí)不低于(yú)1.0級的流(liú)量(liàng)計，在(zài)每個(gè)流量(liàng)點的(de)每一(yī)次檢定過程中(zhōng)，壓力波動應不超過(guò)±0.5%，檢定(dìng)用氣(qì)體的溫度變化(huà)應不(bú)超過±0.5℃。按此(cǐ)規定計算壓力變化(huà)±30kpa、溫度(dù)變化±0.5℃時，對檢定(dìng)結果的影(yǐng)響(xiǎng)見表5和表6。
　　可見，工(gōng)況參數的穩定(dìng)性對(duì)檢定結果(guǒ)有較(jiào)大(dà)的(de)影響(xiǎng)，尤其(qí)是小(xiǎo)流量(liàng)點，因爲累(lèi)積流(liú)量較(jiào)小，所以，影(yǐng)響更(gèng)大，而且壓(yā)力或(huò)溫(wēn)度變化(huà)爲檢(jiǎn)定(dìng)規程最(zuì)大允許值(zhí)時将(jiāng)産生(shēng)不可(kě)忽略(luè)的影響(xiǎng)。
　　爲了保(bǎo)證(zhèng)檢定(dìng)結果準(zhǔn)确，除了(le)保證(zhèng)在(zài)檢定過程(chéng)中工(gōng)況參數處于穩(wěn)定狀态外，在設計階段還應該(gāi)考慮盡可能減小标準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流(liú)量計之間(jiān)的管(guǎn)容，檢定(dìng)過(guò)程中(zhōng)需保(bǎo)證足夠(gòu)長的測(cè)量時間。



2.2工況參數測(cè)量準确性(xìng)的影響
　　由式(4)可(kě)見(jiàn)，标準(zhǔn)流(liú)量計(jì)和被檢流量計(jì)處工況參(cān)數測(cè)量的準(zhǔn)确(què)性也會影(yǐng)響檢定結果。
　　爲(wèi)了有(yǒu)個定量的了解，并(bìng)且(qiě)比較不(bú)同(tóng)流量點下(xià)相(xiàng)同(tóng)影響因素對(duì)檢(jiǎn)定結果(guǒ)的影響，仍以(yǐ)前面的(de)檢定數(shù)據爲例，分别從(cóng)标準流(liú)量計壓(yā)力和(hé)溫度、被檢流量計壓(yā)力和(hé)溫度(dù)、天(tiān)然氣組(zǔ)分等方面定量(liàng)分析測量(liàng)結果(guǒ)準确性對(duì)檢定(dìng)結果(guǒ)的影響。在(zài)分析壓力(lì)和溫(wēn)度的(de)影響過程(chéng)中，同時(shí)考慮壓(yā)力和溫度(dù)測量(liàng)結果準确性對(duì)壓縮(suō)因子的影響。
2.2.15600m3/h流量(liàng)點測量(liàng)結果準(zhǔn)确性影(yǐng)響分(fèn)析
　　在(zài)流量爲5600m3/h下，投用5台并(bìng)聯安裝的(de)标(biāo)準(zhǔn)流量計，初(chū)始檢定結果如表1所(suǒ)示。
該流量點下标準表或(huò)被檢表壓(yā)力(lì)測量誤(wù)差5kpa或溫(wēn)度測量(liàng)誤差(chà)0.2℃或(huò)組分中(zhōng)c6+測量(liàng)誤(wù)差0.02%後對流量計檢定結(jié)果的(de)影響(xiǎng)如表7所示。
　　從表(biǎo)中可(kě)以看出，多路标(biāo)準表并(bìng)聯情況(kuàng)下，被(bèi)檢表(biǎo)壓力(lì)或溫度的偏(piān)差(chà)比其中一(yī)路标(biāo)準表相同(tóng)大小(xiǎo)的偏(piān)差帶來更(gèng)大的(de)示值誤差(chà)的變化，而天然氣組(zǔ)分偏(piān)差對示值誤(wù)差的變(biàn)化影響相(xiàng)對較小。
2.2.2580m3/h流量點測量結果準确(què)性影(yǐng)響分析
在流量(liàng)爲580m3/h下，投用(yòng)1台标準流量計(jì)，初始(shǐ)檢定結果(guǒ)如表(biǎo)2所示。

　　該流量點(diǎn)下标(biāo)準表或被(bèi)檢表壓(yā)力(lì)測量(liàng)誤差(chà)5kpa或(huò)溫(wēn)度測(cè)量誤差0.2℃或(huò)組分(fèn)中c6+測量誤差0.02%後(hòu)對流(liú)量計(jì)檢定結果(guǒ)的(de)影響如(rú)表8所(suǒ)示。
　　從表中(zhōng)可以(yǐ)看出(chū)，單路(lù)标準表情況下，被檢表壓力或(huò)溫度的偏差與(yǔ)标準(zhǔn)表相同大小的偏(piān)差(chà)帶來(lái)大小近似但方(fāng)向相反的示值誤差變(biàn)化，而天(tiān)然氣組(zǔ)分(fèn)偏差對示值(zhí)誤差的(de)變化影響仍(réng)然相對較小。

3确保(bǎo)檢定結(jié)果準确(què)可靠的(de)措(cuò)施
　　從(cóng)上(shàng)面的分(fèn)析和(hé)讨論可見，檢定(dìng)過程中工況參數不(bú)穩定或測量不準确(què)都會(huì)影響檢定(dìng)結果(guǒ)的準确(què)性(xìng)。标準流量(liàng)計(jì)性(xìng)能的(de)變化更(gèng)是(shì)直接(jiē)影響檢定(dìng)結果(guǒ)。爲确保檢(jiǎn)定結果準(zhǔn)确(què)可(kě)靠，應(yīng)采取一系列技術保證措施。
　　一(yī)是對标(biāo)準流量(liàng)計(jì)及輔助計量(liàng)器具按(àn)照相應(yīng)的檢定規程進(jìn)行檢定(dìng)和校準，并對(duì)測量結果進(jìn)行修正。
　　二是(shì)對标準(zhǔn)流量計及輔助計量器具的測量結果(guǒ)進行核查。對标(biāo)準流(liú)量(liàng)計(jì)采用(yòng)實時核查方法(fǎ)，詳見(jiàn)下節(jiē);對輔(fǔ)助計(jì)量器具采(cǎi)用定(dìng)期核(hé)查，并(bìng)對出(chū)現偏(piān)差的(de)輔助(zhù)計量器具(jù)進行校準(zhǔn)。對于溫度和(hé)壓力變送器可(kě)以(yǐ)采用标(biāo)準器進行核(hé)查，也(yě)可以用其他變送器(qì)進行(háng)核查;對于天然(rán)氣組分分析結(jié)果，采(cǎi)用(yòng)不同色(sè)譜分析儀分析(xī)結果計(jì)算的壓(yā)縮因(yīn)子或相對密度值進行核查(chá)。
　　三(sān)是加強對(duì)工況參數(shù)的監(jiān)控和(hé)調整，保證(zhèng)檢定過程中工況參數穩定。
　　四(sì)是每次檢(jiǎn)定過(guò)程中(zhōng)都要保證(zhèng)有足夠長的檢(jiǎn)定時(shí)間(jiān)。
4幾種流(liú)量核查方(fāng)法的分(fèn)析(xī)和(hé)讨論
　　在(zài)标準表法(fǎ)流量标準(zhǔn)裝置(zhì)中，爲(wèi)了監測标準流(liú)量計(jì)的(de)性能，通(tōng)常采用流(liú)量核(hé)查技(jì)術，即在(zài)标(biāo)準裝置中安裝(zhuāng)不同工作原理的核查标準流(liú)量計。一般采用(yòng)渦輪流量計作(zuò)爲标(biāo)準流(liú)量計(jì)，用超聲(shēng)流量計(jì)作爲核查标準(zhǔn)流量計(jì)。常(cháng)用的(de)流量(liàng)核查方案有如下幾種:即(jí)總量核查、一對(duì)一核查和對标準(zhǔn)裝置的核查(chá)。
4.1标準(zhǔn)流(liú)量(liàng)計總(zǒng)量核查法(fǎ)
　　總量(liàng)核查(chá)法是(shì)在并(bìng)聯安裝的标準(zhǔn)流量(liàng)計的彙管(guǎn)上遊串聯(lián)安裝(zhuāng)一台核查超聲流量(liàng)計(jì)cm，檢定用(yòng)天然氣先(xiān)流過(guò)核(hé)查超聲流量(liàng)計，再流過标(biāo)準(zhǔn)流量計mm和被檢(jiǎn)流量計(jì)mut，工作原(yuán)理見(jiàn)圖(tú)2。

4.2标準流量計一對一核(hé)查法
　　一對一核(hé)查法(fǎ)是在每一(yī)台标準(zhǔn)流量計(jì)的上遊(yóu)都串聯(lián)安(ān)裝一台核查(chá)超聲流(liú)量(liàng)計，檢(jiǎn)定用(yòng)天然氣先流過核(hé)查(chá)超聲流量(liàng)計，再流過(guò)标準(zhǔn)流量(liàng)計和(hé)被檢(jiǎn)流(liú)量計，工作原理見(jiàn)圖3。

4.3标(biāo)準裝置(zhì)核查法
　　标準裝(zhuāng)置核查(chá)法是(shì)在被檢流(liú)量計直(zhí)管段的(de)上遊串聯安裝(zhuāng)一台核查(chá)超聲流量計(jì)，檢定用(yòng)天然氣先(xiān)流過(guò)标準(zhǔn)流(liú)量計，再流過(guò)核查(chá)超聲流量(liàng)計(jì)和被檢(jiǎn)流量計。該方案(àn)與總量核查法(fǎ)或一對(duì)一核查法共同使(shǐ)用會(huì)更完(wán)善(shàn)。工作原(yuán)理見(jiàn)圖(tú)4、圖5。

4.4分析(xī)和讨論
　　以(yǐ)上四(sì)種流量核查方(fāng)案均可實現對(duì)标準(zhǔn)流量(liàng)計的(de)實時(shí)核查，但又各具(jù)特色(sè)。
　　在圖(tú)2所示的标準流量計總(zǒng)量(liàng)核查(chá)方案中(zhōng)，所用核(hé)查流量(liàng)計和工(gōng)藝閥門(mén)等設備少，投資少，但對(duì)個别流量(liàng)計的性能(néng)變化不能(néng)直接(jiē)判(pàn)别出來。
　　在圖3所(suǒ)示的标(biāo)準流量計一(yī)對(duì)一核(hé)查方(fāng)案中(zhōng)，所用核查(chá)流量(liàng)計和(hé)工藝閥門(mén)等設備多，投資(zī)大，但(dàn)對個别流(liú)量計(jì)的性(xìng)能變(biàn)化能(néng)直接(jiē)準确(què)地判(pàn)别出來。
　　圖(tú)4和圖5所(suǒ)示的标(biāo)準裝(zhuāng)置(zhì)核查方案除(chú)具有上述(shù)兩種(zhǒng)核查方案(àn)的特點外，還具(jù)有更多(duō)的優點(diǎn):
一是實現了對(duì)整體标準(zhǔn)裝置的核(hé)查(chá)，包含了(le)工藝系統的影響(xiǎng)，如标準流量(liàng)計至被檢流量(liàng)計間的因閥門關閉不(bú)嚴可能(néng)産生(shēng)的分流或(huò)彙流(liú)的(de)影響。
二(èr)是可以有效監(jiān)視檢定工(gōng)作參(cān)數是否(fǒu)穩定。由(yóu)式(5)和式(6)可見，工況(kuàng)參數變化的(de)影響與标準流(liú)量計、被檢流量(liàng)計或核(hé)查(chá)流量(liàng)計間的管容成(chéng)正比，而圖4和圖(tú)5所示(shì)方案的(de)管(guǎn)容遠遠大(dà)于圖2和圖(tú)3方(fāng)案中的(de)管容，所以，可以更(gèng)有效地監視(shì)檢定(dìng)工況(kuàng)參數的變化。
三是對核查流量計與(yǔ)被檢流(liú)量計示(shì)值(zhí)誤差計算所(suǒ)用的(de)标準流量(liàng)計參(cān)數(shù)相同，算法相(xiàng)同，核(hé)查流(liú)量計(jì)與被(bèi)檢流(liú)量(liàng)計(jì)處的工況(kuàng)參數相近(jìn)，所以(yǐ)可對被檢流量(liàng)計結(jié)果進行更(gèng)準确(què)的判(pàn)斷。
5結(jié)束語
　　對天(tiān)然氣(qì)長輸管(guǎn)道上(shàng)安(ān)裝的流(liú)量(liàng)計檢定時應(yīng)嚴(yán)格控(kòng)制工況(kuàng)參數的(de)穩(wěn)定性。保證天(tiān)然氣(qì)流量計檢定結果準确可(kě)靠的前(qián)提(tí)條件(jiàn)是流量(liàng)标(biāo)準裝(zhuāng)置測(cè)量(liàng)的量值(zhí)是準确的，工藝(yì)設備是(shì)完(wán)好的，操作條件(jiàn)是穩(wěn)定的。除了要制(zhì)定(dìng)完善的(de)管理(lǐ)辦法，采取有效(xiào)的技(jì)術(shù)措施外(wài)，增加流量在線(xiàn)實時核查技術是(shì)保證檢定數(shù)據準确(què)、檢定結(jié)論判(pàn)斷正确的有效措施。

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