摘要:在國家(jiā)天然氣流量(liang)計 計量站大(da)流量檢定系(xì)統的應用過(guò)程中，由于工(gōng)作需開啓不(bu)同的檢定管(guan)路，所實施的(de)核查級标準(zhun)表和被檢工(gōng)⛹🏻‍♀️作表具有多(duō)樣化的組合(he)方式，且工作(zuò)流🔴量較大，其(qi)檢定結果精(jing)👌度非常易受(shou)介質流場不(bu)穩定性的影(ying)🔴響。爲此，基于(yu)典型大🈲流量(liàng)檢定裝置的(de)流程模型，通(tōng)過☀️采用FLUENT模拟(ni)不同檢定口(kǒu)徑在不同流(liú)量點下的不(bú)同工作組合(hé)模式，計算得(de)到不同管路(lù)工作條件下(xià)✌️的天然氣體(tǐ)積㊙️流量測定(ding)誤差值。研究(jiū)分析結果表(biao)明:計量站😘的(de)标準表不同(tong)組合方式工(gōng)作條件對檢(jian)定工作質量(liàng)👉具有不同的(de)影響，工作管(guǎn)路的口徑越(yuè)大而造成的(de)介質流動不(bú)穩定性産生(sheng)的檢定結果(guo)精度影響越(yue)明顯，通過改(gai)善檢定系統(tǒng)中标準表與(yu)檢測表的管(guan)容和增大進(jìn)、入口管路的(de)間距可降低(dī)檢定誤差，從(cong)而一定程👉度(dù)地消除介質(zhì)流動狀态帶(dài)給計量檢定(ding)的影響，有效(xiao)提高天然氣(qì)流量計檢測(cè)的量傳水平(píng)。
0引言
　　爲保證(zheng)天然氣貿易(yi)結算的公平(píng)公正，需對廣(guǎng)泛應用✉️于各(ge)計量站的天(tiān)然氣流量計(jì)實施強制檢(jian)定，檢定系統(tǒng)的精度和可(kě)靠性‼️是影響(xiang)計量檢定結(jie)果的重要影(yǐng)響因素，也是(shi)保證公平貿(mao)易的⁉️重要保(bao)障。一♌般而言(yán)，在⛷️國家天然(rán)氣流量計量(liang)站的大流量(liang)檢定裝置中(zhong)，由于檢定管(guan)路的口徑大(dà)和工作流量(liang)大，這❗就要求(qiu)管内🈲天👉然氣(qì)應獲得一個(gè)充分發展的(de)軸對稱的速(sù)度❄️分布，以避(bì)免局✂️部流動(dong)的不穩定性(xing)對檢定結果(guǒ)造成一定的(de)誤差影響。因(yin)此，探索分析(xī)檢定管路流(liú)場對檢定結(jie)論精度的影(ying)響，确定标準(zhun)表與檢測表(biǎo)間的間距和(he)合适🤞的管容(rong)條件，對提高(gao)計量檢定工(gōng)作質💃量有着(zhe)十分😍重要的(de)作用。
1大流量(liàng)檢定系統流(liu)程簡化模型(xíng)
　　國家石油天(tian)然氣大流量(liàng)計量站武漢(hàn)分站是中國(guó)石化依托川(chuan)氣東送管道(dao)建設的國際(jì)先進水平的(de)天然氣流量(liang)計量高壓實(shi)流檢定站，能(neng)夠對DN500mm及以下(xia)的天然氣流(liú)量計實施校(xiào)準或檢定。該(gāi)站使用的檢(jian)定系統基于(yu)标準表法原(yuán)理，采用小流(liu)量🌍檢定系統(tong)⛱️，大流量檢定(ding)系統及檢定(dìng)台位分區域(yù)組合成而。如(ru)圖1所示，大流(liu)量🏃‍♂️檢定系統(tong)設置6組由1台(tai)标準渦輪流(liu)量計和1台核(hé)查超聲流量(liang)計串聯組配(pèi)的标準表管(guǎn)路(DN200mm)、5組檢定台(tái)位(分别🌍爲DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和(he)DN400mm)和1組移動式(shi)标⛱️準裝置檢(jiǎn)定接口(DN300mm)。
　　通常(chang)，大流量檢定(ding)裝置需根據(ju)檢定要求打(da)開流量計檢(jian)定管⭐路、核查(cha)級标準表和(he)工作級标準(zhun)組合表來開(kai)展檢定工作(zuò)，其檢定🤩流量(liang)計管徑範圍(wei)(DN150～DN400)mm，壓力等級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流(liú)量範圍(25～9600)m2/h。

　　爲了(le)便于模拟天(tian)然氣在管道(dao)内的流場狀(zhuàng)況，簡化大流(liú)量檢定裝置(zhì)流程模型如(rú)圖2所示。模型(xing)左端連接标(biao)準表，是爲介(jie)質入口側;模(mo)型右端連接(jiē)被檢表，是爲(wèi)介質出口側(cè)。在實際的檢(jian)🏃🏻‍♂️定工作🧑🏾‍🤝‍🧑🏼過程(cheng)中，根據被檢(jian)表各檢定點(dian)的流量值實(shí)🔆施核查級标(biao)準流量計的(de)多種組合使(shi)用。［5－8］因此，以幾(ji)種較爲典型(xing)的組合開展(zhan)分析，總結标(biāo)準表與被檢(jiǎn)👅表間的距離(li)确♉定和檢定(ding)結果精度影(yǐng)響規律。

2模拟(nǐ)單根管路的(de)檢定結果精(jīng)度影響
2.1構建(jiàn)網格模型
　　采(cai)用FLUENT模拟計算(suàn)DN400管路在4MPa、20℃、檢定(dìng)點流量1000m3/h時的(de)管内天然氣(qi)流場💜狀💔況。如(ru)圖3所示，在GAMBIT建(jiàn)立三種不同(tong)管路條件模(mó)型并劃分網(wang)格，即✌️分别模(mó)拟單根入口(kou)管和出口管(guǎn)距離很近、較(jiao)近和較遠的(de)不同情況。模(mó)型中y軸拟🙇‍♀️合(hé)彙管軸向，D彙(hui)=0.6m、L彙=7m;x－軸拟合入(rù)口管軸向，D入(ru)=0.2m、L入=3m;x+軸拟合出(chū)口管軸向，D出(chū)=0.4m、L出=10m。

2.2計算結果(guǒ)分析
　　根據武(wu)漢分站天然(ran)氣的基礎物(wù)性，在FLUENT中創建(jiàn)流體材料，經(jīng)計算💁得到流(liú)動穩定後的(de)管内天然氣(qì)流速分布如(rú)圖4所示。

　　通過(guò)觀察出口管(guǎn)路分别在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(hé)10m處的截面流(liú)速分布，并計(ji)♌算三🌈種組合(he)類型在相應(yīng)截面上的體(ti)積流量大小(xiǎo)，如圖5所示㊙️。對(duì)比入口流量(liang)，可清楚的知(zhī)道各截面上(shàng)流量值發生(shēng)了波動，這是(shì)由于天然氣(qì)在管道内流(liú)場穩定性發(fā)生變化而産(chǎn)生的影響。因(yin)此，要最🐉大程(chéng)度地消🔅除天(tian)然氣流場不(bú)穩定性對檢(jian)定結果精度(du)的影響就需(xū)設置合理的(de)标準表與被(bèi)檢表間的距(jù)離。根⭐據模拟(ni)結果可知:對(dui)模型❗1的管路(lù)情況，将被檢(jiǎn)表設置在4m處(chù)誤🈲差最小;對(dui)模型2的管路(lu)情況，将被檢(jian)表設置在6m處(chù)誤差最小;對(duì)模型3的管路(lu)情況，将👉被檢(jian)表設置在2m處(chu)誤差最小。

3模(mo)拟組合管路(lù)的檢定結果(guo)精度影響
3.1構(gòu)建網格模型(xing)
　　采用FLUENT模拟計(ji)算DN250管路在6MPa、20℃、檢(jiǎn)定點流量2000m3/h時(shi)，三根入口管(guan)組合情況下(xià)的的管内天(tian)然氣流場狀(zhuàng)況。同理，在GAMBIT中(zhong)建立模型并(bìng)劃分網格，如(ru)圖6所示。

3.2計算(suan)結果分析
　　同(tóng)樣根據武漢(han)分站天然氣(qì)的基礎物性(xing)，在FLU-ENT中計算🎯得(de)到🚶流動穩定(dìng)後的出口管(guǎn)内天然氣在(zai)2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的流速(su)分布如圖7所(suo)⛹🏻‍♀️示。

　　由圖7可以(yi)看出，出口管(guǎn)道内天然氣(qì)流動狀況在(zài)截🛀面4m處趨于(yú)基本穩定，5m後(hòu)的天然氣的(de)流動狀态變(biàn)化已然非常(cháng)的微小。如🛀🏻圖(tu)8所示，分别計(jì)算各截面的(de)體👉積流量，并(bìng)與入口流量(liang)對比發現被(bèi)檢♌表設置2m處(chù)誤差最小。通(tong)過天然氣🌐流(liú)場穩定性與(yǔ)截面流量的(de)影🚶‍♀️響關系可(ke)知，設置合理(lǐ)的檢定設備(bei)位置，以保證(zhèng)介質流動穩(wen)定性可有效(xiào)的提高💃檢定(ding)結果精度。

4結(jie)論
　　在實際的(de)流量檢定工(gōng)作中，核查級(ji)标準流量計(ji)和被檢🚶流量(liang)計可有多種(zhǒng)的組合方式(shi)，要最大程度(dù)地消除天然(ran)氣的流動狀(zhuang)态💔帶給計量(liang)檢定的影響(xiang)，必須要确🚶‍♀️定(dìng)标準表與檢(jian)測表間🔞的合(he)适間距和管(guan)容。通過對天(tiān)然氣流量計(ji)量站的大流(liú)量檢定台上(shang)不❄️同口徑在(zai)不同流量點(dian)下的不同工(gong)作組合模式(shì)進㊙️行流場模(mo)拟分析，計算(suan)得出不同管(guan)容截面上的(de)體積流量和(he)将産生的計(jì)量誤差。
(1)對比(bi)模拟被檢流(liu)量計口徑分(fen)别在DN400mm與DN250mm時的(de)檢定結果精(jīng)度😄，DN400mm時的🚩檢定(ding)誤差最大近(jìn)乎3%，可見大口(kou)徑的流量計(jì)檢定工作質(zhi)量受介質流(liu)場穩定性的(de)影響更㊙️爲明(míng)顯。
(2)對比模拟(nǐ)單根入口管(guǎn)和三根入口(kǒu)管組合情況(kuang)下的💰管🌈内天(tiān)然🈲氣流場變(bian)化對檢定結(jié)果精度的影(ying)響，可知标準(zhǔn)表的🐉不同♻️組(zǔ)合方式造成(cheng)的影響程度(dù)并不相同。
(3)對(duì)比模拟較大(da)被檢流量計(jì)口徑(DN400mm)條件，在(zai)入口管分别(bie)位于彙管不(bú)同位置時的(de)最小誤差截(jié)面位置在4m、6m和(hé)2m處🌈，可知适當(dang)減小兩表管(guan)容，增大入口(kou)管路和出口(kǒu)管路之間的(de)水平距🏃🏻‍♂️離可(kě)有效的降低(dī)檢定誤差。

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