摘　要：天(tiān)然氣孔(kǒng)闆流量(liàng)計 的現(xiàn)場檢定(dìng),采用以(yi)文丘裏(lǐ)音速噴(pēn)嘴作爲(wèi)标準表(biǎo)的傳遞(dì)型校準(zhun)法。計量(liàng)站場節(jie)流裝置(zhì)在周期(qi)性的維(wéi)護過程(cheng)中,則需(xū)要對其(qi)孔闆、測(cè)量管直(zhi)度和圓(yuán)度進行(hang)幾💋何檢(jiǎn)定。介紹(shao)了現場(chang)檢定孔(kǒng)闆流量(liang)計的原(yuan)理,工藝(yì)流程、檢(jiǎn)定方程(chéng)式,對孔(kǒng)闆流量(liang)計❌進行(hang)系統仲(zhong)裁的檢(jiǎn)定方法(fa),以及在(zài)現場實(shi)際條件(jian)下如何(hé)對标準(zhǔn)孔闆及(jí)測量管(guan)進行必(bi)要的幾(jǐ)何檢驗(yàn)内容、使(shi)用的器(qì)具及其(qí)操作方(fāng)法。
現場(chǎng)系數檢(jian)定與仲(zhòng)裁
　　現場(chǎng)檢定方(fang)法系指(zhi)标準表(biao)比較法(fǎ)或稱爲(wei)傳遞型(xíng)校準法(fa)❓。傳遞校(xiao)準的原(yuan)理在于(yu)對照一(yi)台(或一(yī)組)已🈲知(zhi)精📱度的(de)标準表(biao)來校準(zhun)(或稱檢(jian)定)另一(yi)台工作(zuo)儀🏃🏻‍♂️表。在(zài)現場操(cao)作條件(jian)下使用(yòng)标準表(biǎo)時,爲保(bao)證不使(shi)🔆脈動流(liu)或🐇旋轉(zhuǎn)流送到(dào)試驗段(duan)導緻不(bu)精确的(de)檢定結(jié)果,必須(xū)創造較(jiào)理想的(de)🛀🏻流動條(tiao)件和操(cāo)作條件(jiàn)。
目前國(guó)際上作(zuo)現場在(zài)線檢定(dìng)用的傳(chuan)遞标準(zhun)大多采(cai)用🌍文丘(qiū)裏音速(sù)噴嘴,其(qi)次是 标(biao)準渦輪(lún)流量計(ji) 。在特定(ding)的條件(jian)下(例如(rú)在實驗(yàn)室條件(jian)下且采(cǎi)用Mt或PVTt法(fa)),對上述(shù)兩種标(biao)準表進(jìn)行檢定(ding),最高精(jīng)度至少(shǎo)可達±0.25%。
1.文(wén)丘裏音(yin)速噴嘴(zuǐ)标準表(biǎo)
　　音速噴(pen)嘴爲固(gù)定式的(de)(定流量(liàng))流量儀(yi)表,對于(yú)一台具(jù)有給定(dìng)的☔喉部(bù)直徑的(de)音速噴(pen)嘴的這(zhe)種儀表(biǎo)在一個(ge)特定🚶的(de)壓💚力下(xià)❤️将給出(chū)一個并(bìng)且隻給(gěi)出一個(gè)🏒流量。因(yīn)此,爲了(le)得到 孔(kong)闆流量(liang)計 在操(cāo)作範圍(wei)内的精(jing)度曲線(xian),必須使(shi)用幾個(ge)(一組)不(bu)同喉部(bù)⁉️尺寸的(de)噴嘴,才(cái)能對孔(kǒng)闆流量(liang)計進行(háng)操作範(fan)圍💰内的(de)檢定(例(lì)如儀表(biao)滿量程(cheng)的20%～80%)。
2.現場(chang)檢定孔(kong)闆流量(liàng)計
(1)檢定(ding)孔闆流(liu)出系數(shu)C
　　檢定原(yuan)理:假設(shè)被校準(zhǔn)的單台(tái)孔闆流(liú)量計容(rong)量較大(da),需用數(shu)個噴嘴(zui)并聯組(zu)合才能(néng)對它進(jin)行檢定(dìng)。根據流(liú)體力學(xue)連續性(xìng)定理,在(zài)某一時(shí)間内通(tōng)過噴嘴(zui)總的流(liú)量,同時(shí)也等于(yú)📞通過位(wèi)于它上(shàng)遊的一(yi)台大容(rong)量的孔(kǒng)闆流量(liang)計的流(liu)量。
在線(xian)檢定流(liú)程:檢定(ding)流程如(ru)圖1所示(shi)。

注:1.調壓(yā)閥;2.4、5、6、7、10截止(zhi)閥;3.孔闆(pǎn);8.整流器(qi);9.音速噴(pen)嘴組合(he)系統
檢(jiǎn)定孔闆(pan)流出系(xì)數的檢(jian)定方程(chéng)式:

式中(zhōng):C爲被檢(jian)孔闆流(liú)量計實(shí)際标定(ding)的流出(chū)系數;
Cdi爲(wei)第i個噴(pen)嘴的流(liú)出系數(shu);
C*i爲第i個(ge)噴嘴的(de)臨界流(liú)函數;
A*i爲(wèi)第i個噴(pēn)嘴的喉(hou)截面積(jī),mm;
poi爲第i個(ge)噴嘴前(qian)的滞止(zhǐ)絕對壓(ya)力,MPa;
Toi爲第(di)i個噴嘴(zui)前的滞(zhì)止熱力(lì)學溫度(du),K;
n爲音速(sù)噴嘴的(de)支數;
pb爲(wei)标準狀(zhuang)态下的(de)絕對壓(ya)力
　　　　(pb=0.101325MPa);
Tb爲标(biao)準狀态(tai)下的熱(re)力學溫(wen)度
　(Tb=293.15K);
Zb爲标(biāo)準狀态(tài)下天然(rán)氣壓縮(suō)因子;
R爲(wèi)氣體常(cháng)數;
As爲秒(miao)計量系(xì)數(As=3.1794×10-6);
E爲漸(jiàn)近速度(du)系數;
d爲(wèi)孔闆開(kāi)孔直徑(jìng),mm;
FG爲相對(duì)密度系(xì)數;
ε爲可(ke)膨脹性(xìng)系數;
FT爲(wei)流動溫(wen)度系數(shù);
FZ爲超壓(yā)縮因子(zi);
p1爲孔闆(pan)上遊側(cè)取壓孔(kǒng)處氣流(liú)絕對靜(jìng)壓,MPa;
Δp爲氣(qì)流流經(jing)孔闆時(shí)産生的(de)差壓,Pa。
如(ru)果檢定(dìng)的是新(xin)孔闆,則(ze)使用時(shí)應按标(biāo)定出的(de)流出🧡系(xì)數C值參(can)加流量(liàng)計算;
如(rú)果标定(ding)的是舊(jiù)孔闆,則(ze)應求出(chu)流出系(xi)數的誤(wù)差,然後(hou)對流量(liang)進行修(xiū)正。
(2)對孔(kong)闆流量(liang)計進行(háng)系統仲(zhong)裁檢定(dìng)
　　檢定原(yuán)理和工(gong)藝流程(cheng):
1)在線檢(jian)定時,應(ying)保證與(yu)原來工(gong)況條件(jian)盡量相(xiàng)同,即裝(zhuang)置本🥰身(shen)不得有(yǒu)調修、更(gèng)換、清洗(xǐ);必須使(shi)用原來(lai)的✍️二次(ci)儀表,直(zhi)管段等(deng)。
2)檢定時(shi),試驗壓(yā)力應調(diao)節到和(hé)原來工(gong)作時的(de)壓力相(xiang)同。
3)選擇(ze)音速噴(pēn)嘴的容(rong)量和調(diao)整組合(hé)數,使檢(jian)定的流(liú)量和原(yuan)來使用(yòng)時的流(liú)量範圍(wei)相一緻(zhi),在該流(liú)量範圍(wei)内至少(shǎo)檢定4～6個(ge)流量點(diǎn)💛(包括最(zui)大流量(liang)和最小(xiao)流量)。在(zai)每個流(liú)量❤️點上(shang)至少運(yùn)行🐆15～30min以上(shang)。然後,根(gen)據原來(lai)計算方(fang)法和工(gōng)具:包括(kuò)公式、系(xi)數圖表(biao)等計算(suàn)出在此(cǐ)時間内(nei)通㊙️過節(jie)流裝置(zhi)⛹🏻‍♀️的流量(liang),即流量(liàng)計示值(zhí)Q示。
4)在試(shi)驗的同(tóng)時間内(nei),記錄噴(pen)嘴的上(shàng)遊滞止(zhi)壓力po和(he)㊙️滞止溫(wen)度To,并按(an)下式計(ji)算出它(ta)的體積(jī)流量:

式(shi)中:Qb爲根(gen)據标準(zhǔn)表計算(suàn)出的t時(shí)間内的(de)天然氣(qi)标準流(liú)量,m3;
Zb爲天(tian)然氣在(zai)标準狀(zhuàng)态下(0.101325MPa,293.15K)的(de)壓縮因(yīn)子;
pb爲标(biāo)準狀态(tài)下的絕(jue)對壓力(lì),pb=0.101325MPa;
Tb爲标準(zhun)狀态下(xià)的熱力(li)學溫度(dù),Tb=293.15K;
t爲在某(mǒu)一檢定(dìng)點,節流(liu)裝置試(shì)驗時間(jiān)。
5)在各個(gè)流量點(diǎn)上,差壓(ya)流量計(ji)的示值(zhí)誤差按(àn)下式⭐計(jì)算:

現場(chǎng)檢定節(jiē)流裝置(zhì)———幾何檢(jiǎn)驗法
1.幾(jǐ)何檢驗(yàn)法說明(míng)
(1)鑒于現(xiàn)場的實(shí)際條件(jian)(環境條(tiáo)件、檢驗(yan)設備及(jí)人員專(zhuan)業水平(píng)),該處僅(jin)涉及計(ji)量站場(chang)對節流(liu)裝置在(zài)周期性(xing)的維護(hu)過程中(zhōng)所需要(yào)重點檢(jian)驗的幾(ji)個技術(shu)指标。未(wèi)涉及的(de)⛱️其它幾(ji)何尺寸(cun)指标應(ying)📱在投入(rù)現場使(shǐ)用前由(yóu)廠家出(chu)廠檢驗(yàn)确定。運(yùn)抵現場(chǎng)後,由使(shi)用者對(dui)照說明(míng)書按标(biāo)準要求(qiú)和安裝(zhuāng)單位共(gong)同驗收(shou)。
(2)幾何尺(chi)寸檢驗(yan)的技術(shu)要求應(ying)符合JJG—94 差(chà)壓式流(liu)量計 檢(jiǎn)定規程(chéng)和SY/T6143—1996天然(rán)氣流量(liang)的标準(zhun)孔闆反(fan)計量方(fāng)法💜标準(zhǔn)中所規(gui)定的各(gè)項指标(biao)。
(3)現場檢(jiǎn)定幾何(hé)尺寸的(de)基本測(ce)量手段(duàn)必須具(jù)備有:遊(yóu)😄标卡尺(chǐ)、内徑千(qian)分尺、鋼(gāng)闆尺、鋼(gang)卷尺、塞(sai)規、表面(miàn)粗糙度(dù)比較樣(yang)塊、放大(da)🔆鏡等。用(yòng)以檢驗(yan)的量具(ju)或儀器(qi)應具有(yǒu)有效的(de)合格證(zheng)書。其測(ce)量誤差(chà)應在被(bei)測量的(de)允許誤(wù)差的1/3以(yi)内。站場(chǎng)最好配(pèi)備專職(zhí)(或兼職(zhí))的🏃‍♀️檢驗(yan)者,以保(bǎo)證檢驗(yàn)結果✔️的(de)可信度(du)。
2.孔闆檢(jian)驗
(1)外觀(guan)檢查
　　檢(jiǎn)查孔闆(pǎn)上遊端(duan)面、圓筒(tong)形部分(fèn)及入口(kou)邊緣不(bú)應有🌈髒(zāng)污、積塵(chén)、腐蝕、明(ming)顯損傷(shāng)及變形(xing)現象。
(2)量(liang)具檢驗(yan)
平面度(dù)檢驗:用(yong)遊标卡(ka)尺或鋼(gang)闆尺的(de)棱面分(fèn)别緊靠(kào)孔闆上(shang)🈚、下遊端(duan)面,在大(da)緻垂直(zhi)的兩個(ge)方位上(shàng),估計透(tou)光的最(zuì)大縫隙(xì)寬度(用(yòng)塞規檢(jiǎn)驗),其值(zhí)與計量(liang)管内徑(jing)的比值(zhi)應小于(yú)0.5%。
上遊面(mian)及開孔(kǒng)圓筒形(xíng)表面的(de)粗糙度(du)檢驗:以(yǐ)樣塊(最(zuì)好㊙️用于(yu)被檢孔(kong)闆相同(tóng)材料做(zuò)成的樣(yang)塊)工作(zuo)面的表(biǎo)面粗糙(cao)度爲标(biāo)準,與孔(kong)闆上遊(yóu)面及圓(yuan)筒形表(biǎo)面進行(hang)比較,從(cong)而以視(shì)💜覺(可借(jiè)🍉助放大(dà)鏡)判斷(duàn)上述表(biǎo)面的粗(cu)糙度Ra是(shi)否達到(dao)标準規(gui)定的要(yao)🆚求(Ra≤10-4d),有疑(yí)議📧時,可(kě)送檢有(yǒu)關計量(liàng)部門用(yòng)表面粗(cu)糙度測(cè)量儀實(shí)測Ra。
孔闆(pan)開孔直(zhi)角入口(kou)邊緣檢(jian)驗:①前面(mian)用目測(ce)法檢查(chá)時,入口(kou)邊緣應(ying)無卷邊(biān)和毛刺(cì),亦無肉(ròu)眼可見(jiàn)的異常(chang)(如缺口(kou)等)。或用(yòng)觸覺,即(ji)😍用指甲(jiǎ)刮檢入(ru)口時應(yīng)很鋒利(li)尖銳(憑(píng)經驗)。②用(yong)反射光(guang)法檢查(cha)時:當d≥25mm用(yong)2倍放大(dà)鏡将孔(kǒng)闆🈲傾斜(xié)45°,使日光(guang)和人工(gōng)光源射(she)向直角(jiǎo)入口邊(bian)緣;當d<25mm時(shi),用4倍放(fang)大鏡觀(guān)察邊緣(yuán)應無反(fǎn)射光。
上(shàng)述方法(fǎ)有疑議(yì)時,應送(song)檢有關(guān)計量部(bù)門用模(mo)鑄法實(shí)測入口(kǒu)邊緣圓(yuán)弧倒角(jiao)半徑rk**,其(qi)值應滿(man)足rk≤±0.0004d(應注(zhu)🈲意下遊(yóu)出口邊(bian)緣亦不(bú)允🌍許有(you)明顯缺(quē)陷)。
孔闆(pan)開孔直(zhi)徑d的檢(jiǎn)驗:使用(yong)遊标卡(kǎ)尺在圓(yuan)筒形部(bu)👅分以大(dà)緻相⛷️等(deng)角度的(de)四個方(fāng)位測量(liàng),其結果(guǒ)的算術(shù)平均值(zhi)作爲⭕現(xiàn)場實測(ce)孔徑值(zhí)。
其平均(jun)值:

式中(zhong):di爲第i次(cì)測量的(de)d值;
d爲孔(kong)闆開孔(kong)直徑平(ping)均值;
n爲(wei)測量次(ci)數。
　　開孔(kǒng)直徑相(xiang)對誤差(cha)按式(5)計(jì)算:

任意(yi)一個直(zhi)徑di與直(zhi)徑平均(jun)值d之差(cha)不應大(dà)于平均(jun1)值的±0.05%。

式(shì)中:Erd爲d的(de)重複性(xing),可按式(shi)(7)計算;
Esd爲(wei)測量d的(de)量具的(de)準确度(du)

式中:ta爲(wèi)置信概(gai)率爲95%時(shi)的t分布(bu)系數。
測(ce)量管直(zhí)度和圓(yuan)度檢驗(yàn)
1.目測檢(jian)查
　　測量(liàng)管的直(zhí)度在現(xiàn)場僅需(xū)目測,目(mù)測是直(zhi)的則被(bèi)認爲滿(man)足直度(dù)要求。在(zai)投入運(yùn)行前還(hai)應對照(zhào)出廠說(shuō)明書以(yi)鋼卷尺(chǐ)量其測(cè)量管長(zhǎng)度是否(fǒu)滿足最(zuì)小直管(guǎn)段長度(du)要求。目(mù)測測量(liàng)管🌈圓度(du)時,如果(guo)端面圓(yuan)截面呈(chéng)明顯的(de)橢圓形(xing)狀,則必(bì)須更換(huan)測量管(guǎn)。測量❌管(guan)内壁不(bú)允許有(you)可見的(de)焊疤、台(tai)階、坑凹(ao)和污物(wu),否🔴則必(bì)須打磨(mo)、填☀️補和(hé)清洗幹(gan)淨。
2.量具(jù)檢驗
　　測(cè)量管圓(yuan)度按下(xia)面方法(fǎ)進行檢(jian)驗:用内(nei)徑千分(fen)尺在孔(kǒng)闆上下(xià)遊側距(jù)取壓孔(kǒng)軸向長(zhang)度上各(gè)爲0.5D的範(fàn)圍内實(shi)測。實測(cè)結果,其(qí)測量管(guan)内圓柱(zhù)表面圓(yuan)度公差(chà)應滿足(zú)以下要(yao)求。
(1)在離(lí)孔闆上(shàng)遊端面(miàn)(裝有夾(jiá)緊環時(shi),應在夾(jia)緊環前(qian)緣🔅)0D、0.5D及🐕0D至(zhì)☎️0.5D之間的(de)上遊直(zhi)管段上(shàng)取三個(ge)與管道(dào)軸線垂(chuí)直的截(jie)面,在每(mei)個截面(miàn)上,以大(dà)緻相等(děng)的角距(ju)取4個内(nèi)徑👈的單(dān)測值,共(gong)得12個單(dān)測值,并(bìng)求其算(suàn)術平均(jun1)值。任一(yi)單測值(zhí)與平🐕均(jun)值比較(jiao),其偏差(cha)不得大(da)于±0.3%。
(2)在離(lí)孔闆上(shang)遊端面(miàn)0D至2D之間(jian)的下遊(yóu)直管段(duan)上與管(guan)道軸線(xiàn)垂直的(de)一個截(jié)面上,以(yǐ)大緻相(xiàng)等的角(jiǎo)距取4個(ge)直徑單(dan)測值。任(rèn)一單測(cè)🔞值與孔(kong)闆上遊(yóu)側按a條(tiáo)規定方(fāng)法得到(dao)的平均(jun)測量管(guǎn)内徑D值(zhí)比較,其(qí)偏差不(bu)得大于(yú)±3%。
(3)測量管(guǎn)内徑D的(de)平均值(zhi)按類同(tong)式(4)計算(suàn),直徑百(bai)分誤差(cha)按類同(tong)式(5)計算(suan)。

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