摘要：以标準表法(fǎ)流量标準裝置爲(wei)例，首先介紹了天(tiān)然氣流量計 檢定(ding)的原理，然後對檢(jian)定工況參數不穩(wen)定或工況參數測(cè)量不準确對檢定(dìng)結果的影響進行(hang)定性和定量計算(suàn)分析💚，最後對保證(zhèng)流量計檢定結果(guo)準确可靠的措施(shī)及多種不同工藝(yì)的流量核查方案(àn)進⛹🏻‍♀️行研究和讨論(lùn)。實踐證明，流量核(he)查技術的應用是(shi)保證流量計檢定(ding)結果準确可靠的(de)有效措施。
0引言
　　天(tian)然氣流量計實流(liu)檢定是一個多參(can)數組合測量過程(chéng)❌，影響檢定數據準(zhun)确性的因素較多(duo)。檢定工況參數不(bu)穩定，參🌏數測量結(jié)果不準确，标準流(liu)量計的🔆性能發生(sheng)變化等都會影響(xiang)檢⚽定結果的準确(què)性和可靠性。要💃準(zhǔn)确開展天然氣流(liú)量計量，必須對這(zhe)些影響因素進行(hang)充分的研究和分(fen)析，并采取必要的(de)技術措施。
1流量計(ji)檢定的原理
　　采用(yòng)标準表法流量标(biao)準裝置檢定流量(liàng)計依據的✨是🌏流♊體(ti)👣流動的連續性原(yuan)理，即質量守恒原(yuán)理［1］，如圖🏃1所示。

　　标準(zhun)流量計MM和被檢流(liu)量計MUT用管道連接(jiē)，在測試時間内，流(liú)入标準流量計MM的(de)質量流量爲m1，流入(rù)被檢流量計🈚MUT的質(zhi)量流量爲m2，标準流(liu)量計和被檢流量(liang)計間管容内質量(liàng)變化量爲Δm，則:
m1=m2+Δm(1)
當流(liu)動達到穩定狀态(tai)時，Δm=0，所以
m1=m2(2)
　　亦即天然(ran)氣流量計的檢定(dìng)是在穩定條件下(xia)使天然氣連續流(liu)過标準流量計和(he)被檢流量計，記錄(lu)在相同時間間隔(ge)内标準流量計和(he)被檢流量計的測(cè)量值，通過計算被(bei)檢流量計的🌍示值(zhi)誤差和重複性等(děng)計量性能參數，來(lai)👌判斷流量🈲計檢定(ding)是否合格［2］。
流量計(ji)示值誤差可用式(shì)(3)和式(4)計算:

　　式中:E爲(wèi)被檢流量計的相(xiang)對示值誤差，%;Qm爲被(bei)檢流量計的累積(ji)流量，m3;Qs，m爲标準流量(liàng)計的累積流量換(huàn)算到被檢流量計(jì)處🐪工況☀️條件下的(de)流量值，m3;Qs，s爲标準流(liú)量計的累積流量(liàng)，m3;p爲天然氣的壓力(lì)，MPa;T爲天然氣的溫度(dù)，K;Z爲天然氣的壓縮(suō)因子。下标s表示标(biāo)準流量計處的㊙️參(can)數，下标m表示被檢(jiǎn)流量計處的參數(shù)✨。
2影響檢定結果的(de)因素分析
2.1工況參(can)數穩定性的影響(xiang)
　　由式(1)可見，當檢定(dìng)過程中工況參數(shù)不穩定時，m1≠m2，亦即流(liu)過标準✨流量計和(hé)被檢流量計的量(liàng)值不一緻，此時用(yòng)式(3)計算得的示🤩值(zhí)誤差不能準确地(di)反映流量計的真(zhēn)☔實特性。
　　由于在一(yi)次檢定過程中天(tiān)然氣組分變化不(bu)大，所以，此處隻🌍考(kao)慮壓力和溫度變(biàn)化的影響。根據狀(zhuang)态方程，管容内天(tiān)然氣♍的質量變化(huà)量可用式(5)計算。

　　式(shì)中:p爲管容内天然(ran)氣壓力，Pa;V爲管容，m3;M爲(wèi)天然氣摩爾質🚩量(liàng)，kg·kmol－1;Z爲管容内天然氣(qì)的壓縮因子;Ｒ爲通(tong)用氣體常數，J/(mol·K);T爲管(guan)容内天🌍然氣溫度(dù)，K。
　　以一組實際檢定(ding)數據爲例，分别給(gei)出壓力和溫度變(biàn)🏃‍♀️化對流量計檢定(dìng)結果的影響。
　　檢定(ding)一台DN250流量計，每次(cì)檢定時間爲60s;在流(liú)量爲5600m3/h下，使用5台并(bìng)聯🌍安🙇‍♀️裝的标準流(liu)量計，在流量爲580m3/h下(xia)，使用1台标準流量(liang)🔴計，初始檢定結果(guǒ)如表1和表2所示。該(gāi)标準表與被檢表(biǎo)之間管道的容積(ji)爲9.778m3，累積質量分别(bie)爲4451.96kg和466.18kg。

檢定參數變(biàn)化引起附加管容(rong)中質量變化對示(shi)值誤差的影響用(yong)式(6)計算:

　　假設檢定(ding)過程中壓力變化(hua)±5kPa，溫度變化±0.2℃，對檢定(dìng)結果的♈影響見表(biǎo)3和表4。
　　檢定規程JJG1030［3］和(he)JJG1037［4］中規定對準确度(dù)等級不低于1.0級的(de)流量計，在💋每個流(liú)量點的每一次檢(jian)定過程中，壓力波(bō)動應不超過±0.5%，檢⛱️定(dìng)用氣體的溫度變(bian)化應不超過±0.5℃。按此(ci)規定⭐計算壓力變(biàn)化±30kPa、溫度變化±0.5℃時，對(duì)檢定結果的⁉️影響(xiang)見表5和表6。
　　可見，工(gōng)況參數的穩定性(xìng)對檢定結果有較(jiao)大的影響，尤其是(shi)小🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量點，因爲累(lèi)積流量較小，所以(yǐ)，影響更大，而且壓(yā)力或溫度變化爲(wei)檢定規程最大允(yun)許值時将産生不(bú)可忽略的影響。
　　爲(wèi)了保證檢定結果(guǒ)準确，除了保證在(zai)檢定過程中工況(kuàng)參數處于穩定狀(zhuàng)态外，在設計階段(duan)還應該考🏃‍♂️慮盡可(kě)能減小标準流量(liang)計和被檢流量計(ji)之間的管容，檢定(dìng)過程🏃🏻中需保證足(zú)夠長的測量時間(jian)。



2.2工況參數測量準(zhun)确性的影響
　　由式(shi)(4)可見，标準流量計(ji)和被檢流量計處(chù)工況參數測🏃‍♀️量的(de)🈲準确性也會影響(xiǎng)檢定結果。
　　爲了有(you)個定量的了解，并(bing)且比較不同流量(liang)點下相同影響因(yīn)素☁️對檢定結果的(de)影響，仍以前面的(de)檢定數據爲例，分(fèn)别從标準流量計(jì)壓力和溫度、被檢(jiǎn)流量計壓力和溫(wen)度、天然氣組分🤟等(deng)方面定量分析測(ce)㊙️量結果準确性對(duì)檢定結果的影響(xiang)。在分👈析壓力和溫(wen)度的影響過程中(zhōng)，同時🍉考慮壓力和(he)💯溫度測量結🈲果準(zhun)确性對壓🔴縮因子(zǐ)的影響。
2.2.15600m3/h流量點測(ce)量結果準确性影(ying)響分析
　　在流量爲(wèi)5600m3/h下，投用5台并聯安(ān)裝的标準流量計(ji)，初始檢定結🥰果如(ru)表1所示。
該流量點(dian)下标準表或被檢(jian)表壓力測量誤差(chà)5kPa或溫度測量誤差(cha)0.2℃或組分中C6+測量誤(wù)差0.02%後對流量計檢(jian)定結果的影響如(ru)表7所❤️示。
　　從表中可(kě)以看出，多路标準(zhun)表并聯情況下，被(bèi)檢表壓力或溫度(du)💃🏻的偏差比其中一(yī)路标準表相同大(dà)小的偏差帶🙇🏻來更(geng)大的示值誤差的(de)變化，而天然氣組(zǔ)分偏差對示值誤(wù)差的變化影響相(xiàng)對🍉較小。
2.2.2580m3/h流量點測(cè)量結果準确性影(yǐng)響分析
在流量爲(wèi)580m3/h下，投用1台标準流(liu)量計，初始檢定結(jié)果如🥵表2所示💰。

　　該流(liú)量點下标準表或(huò)被檢表壓力測量(liàng)誤差5kPa或溫度測量(liang)🎯誤差0.2℃或組分中C6+測(ce)量誤差0.02%後對流量(liàng)計檢定結果🥵的影(yǐng)⛷️響如表8所示。
　　從表(biao)中可以看出，單路(lu)标準表情況下，被(bei)檢表壓力或溫度(dù)的偏差與标準表(biǎo)相同大小的偏差(chà)帶來大小近似但(dàn)方向相反的示值(zhi)誤差變化，而天然(rán)氣組分偏差對示(shi)值誤差的變化影(ying)🛀響仍然相對較小(xiǎo)。

3确保檢定結果準(zhun)确可靠的措施
　　從(cóng)上面的分析和讨(tao)論可見，檢定過程(chéng)中工況參數不穩(wen)定或測量不準确(que)都會影響檢定結(jié)果的準确性。标準(zhun)流量計性能的變(bian)化更是直接影響(xiǎng)檢定結果。爲确保(bao)檢定結果準确可(ke)靠🍓，應采取一系列(lie)技術保證措施。
　　一(yi)是對标準流量計(ji)及輔助計量器具(jù)按照相應的檢定(ding)🌈規程進行檢定和(he)校準，并對測量結(jié)果進行修🌈正。
　　二是(shì)對标準流量計及(ji)輔助計量器具的(de)測量結果進行核(he)查。對标準流量計(jì)采用實時核查方(fang)法，詳見下節;對輔(fǔ)助計量器具采用(yòng)定期核查，并對出(chū)現偏差的輔助計(jì)量器具進行校準(zhǔn)。對于溫度和壓力(li)變送器可以采用(yòng)标準器進行核查(chá)，也可以用其他變(biàn)🔴送器進行核查;對(duì)于天然氣組分分(fèn)析結果，采用不同(tóng)色譜分析儀分析(xī)結果計算的壓縮(suō)因子或🧡相對密度(du)值進行核查。
　　三是(shi)加強對工況參數(shù)的監控和調整，保(bǎo)證檢定過程🐕中工(gōng)況參數穩定。
　　四是(shi)每次檢定過程中(zhong)都要保證有足夠(gòu)長的檢定⛹🏻‍♀️時間。
4幾(ji)種流量核查方法(fǎ)的分析和讨論
　　在(zài)标準表法流量标(biao)準裝置中，爲了監(jiān)測标準流量計的(de)❄️性🐅能，通常采用流(liu)量核查技術，即在(zài)标準裝置中安裝(zhuang)不同工作原理的(de)核查标準流量計(jì)。一般采用渦輪流(liu)量計作爲标準流(liu)量計，用超聲流量(liang)計作爲核查标♌準(zhǔn)流量計。常用的流(liú)量核查方案有如(rú)下幾種:即總量核(hé)查、一對一核查和(hé)對标♊準裝置的核(hé)查。
4.1标準流量計總(zǒng)量核查法
　　總量核(hé)查法是在并聯安(ān)裝的标準流量計(ji)的彙管上㊙️遊❓串聯(lián)安裝一台核查超(chao)聲流量計CM，檢定用(yòng)天然氣先流過核(he)查超聲流量計，再(zài)流過标準流量計(ji)MM和被檢流量計MUT，工(gōng)作原理見圖2。

4.2标準(zhǔn)流量計一對一核(he)查法
　　一對一核查(cha)法是在每一台标(biao)準流量計的上遊(you)都串聯安裝一台(tai)核查超聲流量計(ji)，檢定用天然氣先(xian)🥵流過核查超聲流(liú)量計，再⁉️流過标準(zhǔn)流量計和被檢流(liu)量計🌈，工作原理見(jian)圖🔞3。

4.3标準裝置核查(chá)法
　　标準裝置核查(chá)法是在被檢流量(liàng)計直管段的上遊(you)串聯安裝🏒一台核(he)查超聲流量計，檢(jiǎn)定用天然氣先流(liú)過标準流量👉計，再(zai)流過核查超聲流(liu)量計和被檢🛀流量(liang)計。該方案與總量(liang)核查法或一對😍一(yi)核查法共同使用(yòng)會更完善。工作原(yuan)理見圖4、圖5。

4.4分析和(he)讨論
　　以上四種流(liu)量核查方案均可(kě)實現對标準流量(liàng)計的實時核查，但(dàn)又各具特色。
　　在圖(tu)2所示的标準流量(liang)計總量核查方案(àn)中，所用核查流量(liàng)💃計和工藝閥門等(deng)設備少，投資少，但(dàn)對個别流量計的(de)性能變化不能直(zhi)接判别出來。
　　在圖(tú)3所示的标準流量(liang)計一對一核查方(fāng)案中，所用核查流(liú)⭐量計和工藝閥門(men)等設備多，投資大(dà)，但對個别流量計(ji)的性能變化能直(zhi)接準确地判别出(chū)來。
　　圖4和圖5所示的(de)标準裝置核查方(fāng)案除具有上述兩(liǎng)㊙️種核查方案的特(te)點外，還具有更多(duo)的優點:
一是實現(xiàn)了對整體标準裝(zhuāng)置的核查，包含了(le)工藝系統的影🍓響(xiang)，如标準流量計至(zhì)被檢流量計間的(de)因閥門關閉不嚴(yán)💚可能産生的分流(liu)或彙流的影響。
二(èr)是可以有效監視(shì)檢定工作參數是(shi)否穩定。由式🙇🏻(5)和式(shi)❓(6)可見，工🤟況參數變(bian)化的影響與标準(zhǔn)流量計、被檢流❓量(liang)計或核查流量計(ji)間的管容成正比(bǐ)，而圖4和圖5所示方(fāng)案的管容遠遠大(dà)于圖2和圖3方案中(zhong)的管容，所以，可❄️以(yǐ)更有效地監視檢(jiǎn)定工況參數的變(bian)化。
三是對核查流(liú)量計與被檢流量(liàng)計示值誤差計算(suan)💘所用的标準流量(liang)計參數相同，算法(fa)相同，核查流量😄計(jì)與被檢流量計處(chu)的工況參數相近(jìn)，所以可對被檢流(liú)量計結果進行更(geng)準确的👨‍❤️‍👨判斷。
5結束(shù)語
　　對天然氣長輸(shū)管道上安裝的流(liu)量計檢定時應嚴(yán)格控制工況參數(shu)的穩定性。保證天(tian)然氣流量計檢定(dìng)結果準确可💃🏻靠的(de)前提條件是流量(liang)标準裝置測量的(de)量值是準确的，工(gong)藝設備是完好的(de)，操作條件是穩定(ding)的。除了要制‼️定完(wán)善的管理辦法，采(cǎi)取有效的技術措(cuo)施外，增加流量在(zài)線實時核查技術(shù)是保證檢定數據(ju)準确、檢定結論判(pàn)斷正确的有效措(cuò)施🚶‍♀️。

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