摘要:在國(guó)家天然(rán)氣流量計(jì) 計量站(zhàn)大(dà)流量(liàng)檢定(dìng)系(xì)統的應(yīng)用過程(chéng)中(zhōng)，由于(yú)工作(zuò)需開啓不同的檢定管路(lù)，所實施(shī)的核查級标(biāo)準表和被(bèi)檢工作表具有(yǒu)多樣化的(de)組合方式(shì)，且工作流量較(jiào)大(dà)，其(qí)檢定(dìng)結果精度非常(cháng)易(yì)受介質流場(chǎng)不穩(wěn)定(dìng)性的(de)影(yǐng)響。爲此，基于典(diǎn)型大(dà)流量檢定(dìng)裝置的(de)流程模型，通過(guò)采用fluent模(mó)拟不同檢(jiǎn)定(dìng)口(kǒu)徑在(zài)不同(tóng)流量點下的不(bú)同工(gōng)作組(zǔ)合(hé)模式，計(jì)算得到不同管(guǎn)路工作條件下(xià)的天然(rán)氣體積流量(liàng)測定誤差值。研究(jiū)分析結果表明(míng):計量站(zhàn)的标準表不同(tóng)組合方式(shì)工作(zuò)條件(jiàn)對(duì)檢定工(gōng)作質(zhì)量(liàng)具(jù)有不(bú)同的影響(xiǎng)，工作管路(lù)的口(kǒu)徑越(yuè)大而造成(chéng)的介質流(liú)動(dòng)不穩定(dìng)性産生的(de)檢定(dìng)結果精度影響(xiǎng)越明顯，通(tōng)過改(gǎi)善檢(jiǎn)定系統中标準(zhǔn)表與檢測表的管(guǎn)容和增(zēng)大(dà)進、入口管路(lù)的間(jiān)距可降低(dī)檢定誤差(chà)，從而(ér)一定程度(dù)地消(xiāo)除介質流動狀(zhuàng)态帶(dài)給計量檢(jiǎn)定的影響(xiǎng)，有效提高(gāo)天然(rán)氣流量計檢測(cè)的量(liàng)傳水(shuǐ)平。
0引言
　　爲(wèi)保證天然氣貿(mào)易結(jié)算(suàn)的公(gōng)平公正，需對(duì)廣泛(fàn)應用于(yú)各計量(liàng)站的天然氣流(liú)量計實施強制(zhì)檢定，檢定系(xì)統(tǒng)的精度(dù)和可靠性是(shì)影(yǐng)響(xiǎng)計量(liàng)檢定結果的重(zhòng)要影響因素，也(yě)是保證公平(píng)貿易的(de)重要(yào)保障。一般而(ér)言，在國(guó)家天然氣(qì)流量(liàng)計量站(zhàn)的大流(liú)量檢定(dìng)裝置中(zhōng)，由于檢(jiǎn)定(dìng)管路的口徑(jìng)大和工(gōng)作流(liú)量大，這就要(yào)求管内(nèi)天然氣應獲得(dé)一個(gè)充分發(fā)展的軸(zhóu)對稱的(de)速度分(fèn)布，以(yǐ)避免(miǎn)局部(bù)流(liú)動的不(bú)穩定(dìng)性對檢(jiǎn)定結果(guǒ)造成一定的誤(wù)差影響。因此，探索分析(xī)檢定管(guǎn)路流(liú)場(chǎng)對檢定(dìng)結論精度的影(yǐng)響，确定标(biāo)準表(biǎo)與檢測(cè)表間的(de)間距和合适的(de)管容(róng)條(tiáo)件，對提(tí)高計(jì)量(liàng)檢(jiǎn)定工作質(zhì)量(liàng)有(yǒu)着十(shí)分重要的作用。
1大流量檢定系(xì)統流程簡化模(mó)型
　　國家石油天(tiān)然氣大流量計(jì)量站(zhàn)武(wǔ)漢分站(zhàn)是中(zhōng)國(guó)石化依(yī)托川(chuān)氣東送管(guǎn)道建設(shè)的(de)國際先進(jìn)水平的天(tiān)然氣流(liú)量計量高壓(yā)實(shí)流檢定(dìng)站，能夠對dn500mm及以(yǐ)下的天然氣流(liú)量計(jì)實(shí)施(shī)校準(zhǔn)或檢定(dìng)。該站使(shǐ)用的(de)檢定系統(tǒng)基于标準表法(fǎ)原理，采用小(xiǎo)流(liú)量檢定系統，大(dà)流量檢定(dìng)系統(tǒng)及檢(jiǎn)定台位分(fèn)區域組合(hé)成而(ér)。如圖1所(suǒ)示，大流(liú)量檢定系統設(shè)置6組(zǔ)由(yóu)1台标準(zhǔn)渦輪(lún)流量計和1台核查超聲流(liú)量計(jì)串聯組配的标準(zhǔn)表管路(dn200mm)、5組檢定(dìng)台位(分(fèn)别爲(wèi)dn150mm、dn200mm、dn250mm、dn300mm和(hé)dn400mm)和1組移動式标(biāo)準(zhǔn)裝置(zhì)檢定接(jiē)口(dn300mm)。
　　通常(cháng)，大流(liú)量(liàng)檢定裝(zhuāng)置需(xū)根(gēn)據檢定(dìng)要求打(dǎ)開流量(liàng)計(jì)檢定(dìng)管(guǎn)路、核(hé)查級标準(zhǔn)表和(hé)工作(zuò)級(jí)标準組合表來開展檢(jiǎn)定工作(zuò)，其(qí)檢定(dìng)流量計管徑範(fàn)圍(dn150～dn400)mm，壓力(lì)等級4.0mpa、6.3mpa、10.0mpa，流(liú)量範圍(25～9600)m2/h。

　　爲了便(biàn)于模(mó)拟(nǐ)天然氣(qì)在管(guǎn)道(dào)内(nèi)的流(liú)場狀況，簡化大(dà)流量(liàng)檢定裝置流程(chéng)模型(xíng)如圖(tú)2所示。模(mó)型(xíng)左端連接标準表，是(shì)爲(wèi)介(jiè)質(zhì)入(rù)口側(cè);模型(xíng)右端連接(jiē)被檢(jiǎn)表，是(shì)爲介質出(chū)口(kǒu)側。在實際的檢定(dìng)工作(zuò)過程(chéng)中(zhōng)，根據被(bèi)檢表(biǎo)各檢定(dìng)點(diǎn)的流量值實施(shī)核查級(jí)标準流(liú)量計的多種組合使用。［5－8］因(yīn)此，以(yǐ)幾種較爲典型(xíng)的組(zǔ)合開(kāi)展分(fèn)析，總(zǒng)結(jié)标準表(biǎo)與被(bèi)檢表間的(de)距離确定和檢(jiǎn)定結果精度影(yǐng)響規(guī)律。

2模拟單(dān)根管路的(de)檢定結果(guǒ)精度影響(xiǎng)
2.1構建網格(gé)模型
　　采用fluent模拟計算(suàn)dn400管路在(zài)4mpa、20℃、檢定點(diǎn)流量1000m3/h時的管内(nèi)天然(rán)氣流場狀(zhuàng)況。如圖3所(suǒ)示，在(zài)gambit建立三種(zhǒng)不同管路條件模型(xíng)并劃分(fèn)網(wǎng)格，即分别(bié)模拟單根入(rù)口管和出口(kǒu)管距(jù)離很近、較(jiào)近和較遠的不同情況。模型中(zhōng)y軸拟合彙管軸(zhóu)向，d彙(huì)=0.6m、l彙=7m;x－軸拟合(hé)入口管軸向，d入(rù)=0.2m、l入=3m;x+軸拟合(hé)出口(kǒu)管軸向，d出(chū)=0.4m、l出=10m。

2.2計(jì)算結果分析
　　根(gēn)據武漢(hàn)分站天(tiān)然氣(qì)的基礎物(wù)性，在(zài)fluent中創建流體材料，經計算(suàn)得到(dào)流動(dòng)穩定(dìng)後(hòu)的管内(nèi)天然(rán)氣流速(sù)分布如圖4所示。

　　通(tōng)過觀察出口管(guǎn)路分(fèn)别在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處(chù)的截(jié)面流速(sù)分(fèn)布，并計算三種組合(hé)類型在(zài)相應截面上的體積流(liú)量大(dà)小，如圖5所示。對比入口流(liú)量，可(kě)清楚的知(zhī)道各(gè)截(jié)面上流(liú)量值發生(shēng)了波(bō)動，這(zhè)是由于天(tiān)然氣在(zài)管道内(nèi)流場穩(wěn)定性發生變化(huà)而(ér)産生的影(yǐng)響(xiǎng)。因此，要(yào)最大(dà)程度地消除天(tiān)然氣流場(chǎng)不穩(wěn)定性對檢(jiǎn)定結果精度的(de)影響就(jiù)需(xū)設置(zhì)合理(lǐ)的标(biāo)準表(biǎo)與被檢表間的距離(lí)。根據模拟(nǐ)結果可知:對模(mó)型1的管(guǎn)路(lù)情況(kuàng)，将被檢表設置(zhì)在(zài)4m處誤差最小(xiǎo);對模型(xíng)2的管路(lù)情況，将(jiāng)被檢表(biǎo)設置在(zài)6m處誤差(chà)最小(xiǎo);對模型3的(de)管路情況(kuàng)，将被(bèi)檢表設(shè)置在2m處(chù)誤差最小。

3模拟(nǐ)組合管(guǎn)路(lù)的檢(jiǎn)定結(jié)果精度影(yǐng)響
3.1構建網格模(mó)型
　　采用fluent模拟計(jì)算dn250管(guǎn)路(lù)在6mpa、20℃、檢定(dìng)點流量(liàng)2000m3/h時(shí)，三根入口(kǒu)管組合情(qíng)況(kuàng)下(xià)的的管内天然(rán)氣流場狀(zhuàng)況。同理，在(zài)gambit中建(jiàn)立模型(xíng)并劃分(fèn)網格(gé)，如圖(tú)6所示(shì)。

3.2計算結果分析(xī)
　　同樣根(gēn)據武漢(hàn)分站(zhàn)天然氣的(de)基礎物性(xìng)，在flu-ent中計算(suàn)得到流動(dòng)穩定後(hòu)的出口管内天然(rán)氣在(zài)2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的流(liú)速分(fèn)布如圖(tú)7所(suǒ)示。

　　由圖7可(kě)以看出，出(chū)口管(guǎn)道内天然(rán)氣流動(dòng)狀況(kuàng)在(zài)截面(miàn)4m處趨(qū)于基(jī)本穩定，5m後的天(tiān)然氣(qì)的流動狀(zhuàng)态(tài)變化已然非(fēi)常的(de)微(wēi)小。如圖(tú)8所示，分别(bié)計算各截面的體積(jī)流量，并與入口流(liú)量對比發現(xiàn)被檢表設置2m處誤差最小(xiǎo)。通過(guò)天然氣流場穩定性(xìng)與截面流(liú)量的影響(xiǎng)關系(xì)可知，設置合(hé)理(lǐ)的檢定(dìng)設(shè)備位(wèi)置，以(yǐ)保證(zhèng)介質(zhì)流動(dòng)穩定性可(kě)有(yǒu)效的提高檢(jiǎn)定結果精(jīng)度。

4結論
　　在(zài)實際的流(liú)量檢定(dìng)工作中(zhōng)，核查(chá)級(jí)标準流量計和被檢流(liú)量計(jì)可有多種(zhǒng)的組合方式，要最大程度地消(xiāo)除天(tiān)然氣的流動狀(zhuàng)态帶給計(jì)量檢(jiǎn)定的(de)影響，必須要确(què)定标準表與(yǔ)檢測表(biǎo)間的合适間距(jù)和管容。通(tōng)過對(duì)天然(rán)氣流量計(jì)量站的大流量檢定台(tái)上不同口徑(jìng)在不同流(liú)量點下的不同(tóng)工作組合模式(shì)進行流場模拟(nǐ)分析，計算得出不同(tóng)管(guǎn)容截面上的(de)體積流量(liàng)和将(jiāng)産生(shēng)的計量誤差(chà)。
(1)對(duì)比模(mó)拟被檢(jiǎn)流量計(jì)口徑分别(bié)在dn400mm與(yǔ)dn250mm時的檢(jiǎn)定結果(guǒ)精度(dù)，dn400mm時的(de)檢定(dìng)誤差(chà)最大(dà)近乎(hū)3%，可見(jiàn)大口(kǒu)徑的(de)流量(liàng)計檢(jiǎn)定工(gōng)作質量受(shòu)介質(zhì)流場(chǎng)穩定性(xìng)的(de)影響更爲明顯(xiǎn)。
(2)對比模拟單根(gēn)入口管(guǎn)和(hé)三根(gēn)入口管組合情(qíng)況下的管内天然氣流場變化(huà)對檢定(dìng)結果精度的(de)影響，可知标準表的(de)不同(tóng)組合方式造成的影響(xiǎng)程(chéng)度并(bìng)不相同(tóng)。
(3)對比模(mó)拟較大(dà)被(bèi)檢流(liú)量(liàng)計(jì)口徑(dn400mm)條件(jiàn)，在入(rù)口(kǒu)管(guǎn)分(fèn)别位于彙管不同(tóng)位置(zhì)時(shí)的(de)最小(xiǎo)誤差(chà)截面位置(zhì)在4m、6m和2m處，可知适(shì)當減小兩表管(guǎn)容，增大(dà)入(rù)口管(guǎn)路和出(chū)口管路(lù)之間的水平距離可有效(xiào)的降(jiàng)低檢定誤差。

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