【摘要】孔闆(pǎn)流量(liàng)計 屬(shǔ)于标(biāo)準型(xíng)節流(liú)式差(chà)壓流量計(jì)，依(yī)據其測(cè)量天然氣質量(liàng)流量計算公式(shì)可推(tuī)知(zhī)孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)質量流量(liàng)測量(liàng)的不(bú)确定度來(lái)源于六個方面：流出(chū)系數(shù)的不确定(dìng)度、可(kě)膨脹性系(xì)數的(de)不确(què)定度、測量(liàng)管内徑的不(bú)确定度(dù)、孔(kǒng)闆開孔(kǒng)直徑的(de)不确定(dìng)度、差(chà)壓測量的(de)不确定(dìng)度(dù)、天然氣密度測量的(de)不确定(dìng)度(dù)。
引言(yán)
　　随着天然氣工業的不斷發展和天然氣市場(chǎng)的不斷拓(tuò)寬，人(rén)們對商品天然氣計(jì)量(liàng)技術的(de)研究(jiū)和發展更(gèng)加重視。石油天(tiān)然氣行業采(cǎi)用孔闆(pǎn)流量(liàng)計作(zuò)貿易(yì)計量的約占95%以上，其計量(liàng)性能直接影響(xiǎng)到企業(yè)的(de)經濟(jì)效益和用戶的利益。因此，對孔(kǒng)闆流(liú)量(liàng)計測量(liàng)天(tiān)然(rán)氣質量流(liú)量的不确定度(dù)進行細緻的分(fèn)析就變得尤爲重要。孔(kǒng)闆流量(liàng)計測量天然氣(qì)質量(liàng)流量不(bú)确定度(dù)分析
1孔闆(pǎn)流量(liàng)計測(cè)量天(tiān)然氣流量(liàng)原理和計算公(gōng)式
1.1測(cè)量原理
　　孔闆流(liú)量計是(shì)由标準孔闆、 差壓變送器 、 壓(yā)力變(biàn)送器(qì) 、 溫度變送器 及(jí)流量計(jì)算機配(pèi)套組成的差壓(yā)流量(liàng)裝(zhuāng)置(zhì)，可測(cè)量氣(qì)體、蒸汽、液體流量，具(jù)有結(jié)構簡單，維(wéi)修方便，性(xìng)能穩(wěn)定，使用可靠等特點(diǎn)。
　　天然(rán)氣流(liú)經孔闆時(shí)，流束(shù)在孔(kǒng)闆處(chù)形成局部(bù)收縮，從而(ér)使流(liú)速增加，靜(jìng)壓力(lì)降低(dī)，在孔闆前(qián)後産生(shēng)靜壓力差（差(chà)壓），天然(rán)氣的流速越(yuè)大，孔(kǒng)闆前(qián)後産生的(de)差壓也(yě)越(yuè)大，從而可通過測量(liàng)差壓來衡(héng)量流過孔(kǒng)闆(pǎn)的天然氣流(liú)量大小。這(zhè)種測(cè)量流量的(de)方法是以能量(liàng)守恒(héng)定律和流(liú)動連(lián)續性(xìng)方程(chéng)爲基(jī)礎的。
1.2質量(liàng)流量計算公式(shì)
　　天然(rán)氣(qì)質量流(liú)量計算(suàn)公(gōng)式如(rú)式（1）：

式中(zhōng)：qm——質量流(liú)量；c——流出系數；ε——可膨脹(zhàng)性系(xì)數；?p——差(chà)壓；ρ1——天然氣在操(cāo)作條(tiáo)件下上遊(yóu)取壓孔處(chù)的密度；β——直徑(jìng)比，β=d/d；d——操作(zuò)條件下孔(kǒng)闆開(kāi)孔直(zhí)徑(jìng)；d——操作條(tiáo)件下上上遊測量管内徑。
2不确(què)定度分(fèn)析
　　然氣(qì)質量(liàng)流量(liàng)測量不确(què)定(dìng)度按式(shì)（2）估算：

2.1流出系(xì)數(shù)的不确定(dìng)度
當0.1≤β＜0.2時，其值爲（0.7-β）%；
當0.2≤β＜0.6時(shí)，其值(zhí)爲(wèi)0.5%；
當0.6≤β≤0.75時，其(qí)值(zhí)爲(wèi)（1.667β-0.5）%；
當d<71.12mm，應附加(jiā)0.9（0.75-β）（2.8-d/25.4）%的不确定(dìng)度(dù)（d取mm）；
當β>0.5且red<10000時，應附加0.5%的不确定(dìng)度。
2.2可(kě)膨脹性系數的(de)不确定度

1. 測量(liàng)管内徑的不(bú)确(què)定度

其值(zhí)爲0.4%。

1. 孔(kǒng)闆開(kāi)孔直(zhí)徑的(de)不确(què)定度

其值爲(wèi)0.07%。

1. 差(chà)壓(yā)測量的(de)不确定度

當置信概(gài)率爲(wèi)95%時，差壓測量的不确(què)定度(dù)按式（3）估算(suàn)：

式中：ξp——差壓儀表的精度(dù)等級；pk——差壓儀表的(de)量程(chéng)；pi——差壓(yā)測量(liàng)點。
2.6天(tiān)然氣(qì)密(mì)度(dù)測量的不确定度
　　天(tiān)然氣密度可以用天然氣密度(dù)計安裝于計量(liàng)點上(shàng)在線(xiàn)實測，也(yě)可(kě)以根(gēn)據相(xiàng)應平面(miàn)處的靜(jìng)壓、溫(wēn)度等(děng)特性(xìng)資料進行計算(suàn)。目前(qián)國内(nèi)普遍(biàn)采用(yòng)後一種方(fāng)法，按式（4）計算：

式中：ma——幹空氣的摩爾質(zhì)量(liàng)；r——通用氣(qì)體常(cháng)數；za——幹空氣在(zài)标準(zhǔn)參比條(tiáo)件下的壓(yā)縮(suō)因(yīn)子；zn——天然氣在标(biāo)準參比條件下的壓(yā)縮(suō)因(yīn)子；p1——天(tiān)然氣(qì)在操作條(tiáo)件下上遊(yóu)取壓(yā)孔處的絕對靜壓；t1——天然氣在操(cāo)作條(tiáo)件(jiàn)下(xià)的熱(rè)力學溫度；z1——天然(rán)氣在操作條件下的壓縮因子；gr——天然(rán)氣(qì)的真實(shí)相對密度(dù)。

（1）天然(rán)氣(qì)在(zài)操作(zuò)條件(jiàn)下上遊(yóu)取壓孔(kǒng)處絕對壓力測(cè)量的不确定度(dù)
當置(zhì)信概率爲95%時(shí)，天然氣在操(cāo)作條件下上遊取壓孔處(chù)絕對壓力測(cè)量的不(bú)确定度按式（6）估(gū)算：

式(shì)中：ξp——壓力儀(yí)表的準确度等(děng)級；pk——壓力儀表的(de)量程(chéng)；pi——絕對壓力測量(liàng)點，按(àn)式（7）計(jì)算：
pi+pi+pa（7）
式(shì)中：pi——表壓力(lì)測量點(diǎn)；pa——當地大(dà)氣壓。
　　對組(zǔ)合測量儀表(biǎo)應按組合測(cè)量不确定(dìng)度(dù)求(qiú)解(jiě)。（2）天然氣(qì)在操作(zuò)條件下熱力學(xué)溫度測量的(de)不确定度
當置(zhì)信(xìn)概率爲(wèi)95%時，天然氣在操(cāo)作條件下熱力(lì)學溫度測(cè)量的(de)不确定(dìng)度(dù)按式(shì)（8）估算(suàn)：

式中(zhōng)：ξt——溫度儀表(biǎo)準确(què)度等(děng)級；tk——溫度(dù)儀(yí)表的量程；ti——熱力學溫度測(cè)量點，按式（9）計算(suàn)：
ti=ti+273.15（9）
對組合測(cè)量儀表應(yīng)按組合測(cè)量不确定度求解。
（3）天(tiān)然氣壓縮因(yīn)子測量(liàng)的不(bú)确定度
　　天(tiān)然氣壓縮因子(zǐ)按aganx-19計算，其(qí)測量不确定度(dù)爲0.5%；按(àn)gb/t17747.2-2011或gb/t17747.3-2011計(jì)算，其測量不确(què)定(dìng)度爲0.1%。
（4）天(tiān)然氣相對(duì)密度(dù)測量的不(bú)确定(dìng)度取0.3%。
3不确定度計算實(shí)例(lì)
已知(zhī)某孔闆流量計(jì)測量參數如下(xià)：
孔闆開孔直徑d=45mm；
上遊測量管内(nèi)徑d=200mm；
差壓?p=20kpa；
天(tiān)然氣(qì)在操作條件下(xià)上遊取壓(yā)孔處(chù)的表壓(yā)pi=1.2mpa；
當地大氣壓pa=0.101325mpa；
天然(rán)氣在操作條(tiáo)件下的(de)溫度ti=30℃；
差壓(yā)儀表(biǎo)準确(què)度等級0.2%，量(liàng)程60kpa；
壓力(lì)儀(yí)表準(zhǔn)确度等級0.2%，量程(chéng)10mpa；
溫度儀(yí)表準确(què)度等(děng)級0.5%，量程100℃。
可(kě)估算得：β=0.225，則有流(liú)出系數的不确(què)定度

4結論(lùn)
　　孔闆(pǎn)流量計(jì)質量流(liú)量測量的(de)不确(què)定度(dù)主要來源(yuán)于六個方面:流(liú)出系數的(de)不确(què)定度、可(kě)膨(péng)脹性(xìng)系數的不确定度、測量管内徑(jìng)的不(bú)确(què)定度、孔闆開孔直(zhí)徑的(de)不确定度、差壓(yā)測量的不确定度、天然氣密度(dù)測量的不确定度。從以上幾方(fāng)面人(rén)手就可以(yǐ)有效降(jiàng)低孔闆(pǎn)流量(liàng)計質量流(liú)量測量的不确(què)定度(dù)，提高(gāo)其計(jì)量性能，爲全社會越來越(yuè)受到重視的能源計(jì)量提供穩(wěn)定可靠的(de)計量數據(jù)。

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