摘要:爲(wei)确保高壓(ya)天然氣流(liu)量計 在檢(jian)定周期性(xing)能的穩定(ding)可靠，需要(yao)定期對在(zai)用流量📱計(ji)進💘行核♊查(cha)測試，使用(yong)中檢驗隻(zhi)能作爲一(yi)種輔🥰助手(shou)💯段确認流(liu)👌量計的工(gong)作狀态，但(dan)無法确認(ren)流量計精(jing)度是否發(fa)✨生變化，在(zai)線比對受(shou)現㊙️場條件(jian)限制㊙️實時(shi)較爲困難(nan)，文章從比(bi)對流量計(ji)選型、軟件(jian)配備、實施(shi)方法幾個(ge)方面結合(he)❤️現場實際(ji)，提出一種(zhong)可适用現(xian)場的在線(xian)實流比對(dui)方法。
1概述(shu)
　　随着天然(ran)氣工業的(de)發展，天然(ran)氣貿易量(liang)與日俱增(zeng)🏒，經濟全球(qiu)化的推進(jin)，我國天然(ran)氣貿易交(jiao)接計量越(yue)來越多，天(tian)然氣計量(liang)的準确可(ke)靠性愈來(lai)愈受到關(guan)🥵注，已關系(xi)到國計民(min)生。天然氣(qi)😄易燃、易爆(bao)、可壓縮、組(zu)分複雜等(deng)特性，導緻(zhi)天然氣計(ji)量成爲全(quan)😍球計量學(xue)🔱領域中的(de)難㊙️點，爲了(le)提高天然(ran)氣計量正(zheng)确率，确保(bao)計量準确(que)可靠，按照(zhao)《計量法》要(yao)求需定期(qi)對天然氣(qi)🔴流量計進(jin)行檢定和(he)校準［1－2］，确保(bao)流量計的(de)準确可靠(kao)。
　　按照流量(liang)計檢定規(gui)程［3－4］的要求(qiu)，現場在用(yong)的流量計(ji)檢定🧡周📞期(qi)一般爲2年(nian)，由于流量(liang)計使用條(tiao)件較爲複(fu)👣雜，影響流(liu)量計的因(yin)🔴素多，在檢(jian)定周期内(nei)流量計的(de)性能可能(neng)會發生變(bian)化，影響買(mai)賣雙方貿(mao)易計量的(de)公平，所以(yi)需要定期(qi)🔞對檢定周(zhou)期内的流(liu)量計進行(hang)🌈在線核查(cha)，确認流量(liang)計工👅作性(xing)能及精度(du)，目前主要(yao)核查方式(shi)有超聲流(liu)量計的使(shi)用中檢驗(yan)和流🥵量計(ji)比對。
2流量(liang)計在線核(he)查方案分(fen)析
2.1利用超(chao)聲流量計(ji)診斷軟件(jian)進行使用(yong)中檢驗
　　随(sui)着 超聲流(liu)量計 計量(liang)技術的不(bu)斷發展，目(mu)前在用超(chao)聲流量計(ji)的廠家均(jun)㊙️配備使用(yong)中檢驗的(de)配套軟件(jian)，按照國家(jia)标準GB/T30500—2014《氣體(ti)🔆超聲流量(liang)計使用中(zhong)檢驗聲速(su)檢驗法》［5］對(dui)超聲🎯流量(liang)計的聲速(su)、信号質量(liang)、增益🌐、信噪(zao)比、流速系(xi)數5個參數(shu)進行診斷(duan)，通過這些(xie)參數的監(jian)測，可分析(xi)流量計的(de)性能，确認(ren)流量計的(de)工作狀态(tai)。這些參數(shu)的組💯合可(ke)作爲形成(cheng)專用監測(ce)系統的基(ji)礎。有關自(zi)診斷信息(xi)分析方法(fa)的示例如(ru)表1所示。

　　流量計(ji)的使用中(zhong)檢驗可分(fen)析流量計(ji)的工作狀(zhuang)态，确保在(zai)用流量計(ji)的性能正(zheng)常，但是，流(liu)量計的各(ge)項分析參(can)數正常并(bing)不能确認(ren)計量的精(jing)度一定好(hao)，僅能作爲(wei)一種輔助(zhu)手段💰進行(hang)參考，同時(shi)由于 渦輪(lun)流量計 是(shi)機械原件(jian)，無法對渦(wo)輪流量計(ji)進行診斷(duan)，進而判斷(duan)🥰渦輪流量(liang)⁉️計的性能(neng)。
2.2通過流量(liang)計比對方(fang)法進行核(he)查
　　流量計(ji)比對是選(xuan)用2台流量(liang)計串聯安(an)裝或者通(tong)過流程切(qie)換🈲使🔱2台流(liu)量計串聯(lian)的方式進(jin)行測試，比(bi)較⁉️2台流🍉量(liang)計相同時(shi)間🚶‍♀️段内的(de)累計流量(liang)值，進而分(fen)析流量計(ji)的計量性(xing)能，如圖1所(suo)示。
通過定(ding)期比較2台(tai)流量計流(liu)量偏差，确(que)保在檢定(ding)周期内流(liu)量☂️計的偏(pian)差在檢定(ding)規程允許(xu)的範圍内(nei)，該種方🐆法(fa)可🛀使用🈚所(suo)有類型流(liu)量計，較使(shi)用中檢驗(yan)可更直接(jie)反映流量(liang)計計量的(de)正确率。
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3流量(liang)計在線比(bi)對核查技(ji)術路線
　　流(liu)量計在線(xian)比對較使(shi)用中檢驗(yan)有較大的(de)優勢，但☂️是(shi)受現場流(liu)程條件限(xian)制，實施起(qi)來難度較(jiao)大。流量📞計(ji)對🍓上下遊(you)直🐆管段要(yao)求較爲嚴(yan)格，由于大(da)多數場站(zhan)的設計局(ju)限，現場無(wu)👣法再串聯(lian)安裝1台流(liu)量計，同時(shi)反複的拆(chai)裝也會影(ying)響現場💃實(shi)際生産供(gong)氣，需要投(tou)入大量的(de)人力物力(li)，爲了解決(jue)這一技術(shu)難題，可通(tong)過以下技(ji)術路線進(jin)行流量計(ji)比對。
3.1比對(dui)流量計的(de)選取
　　通過(guo)不同類型(xing)流量計的(de)性能分析(xi)，可選用一(yi)台便于安(an)裝，不❓需要(yao)拆裝直管(guan)段的外夾(jia)式超聲流(liu)量計作爲(wei)比對參考(kao)流量🌍計，如(ru)圖2所示。圖(tu)2所示。

　　 外夾式(shi)超聲流量(liang)計 是一種(zhong)将換能器(qi)固定在流(liu)體管道外(wai)，聲波傳播(bo)的路徑透(tou)過😍流體管(guan)道壁的流(liu)量計，具有(you)以下技術(shu)特點:①安裝(zhuang)便捷且成(cheng)本低;②獨立(li)測量，不依(yi)賴流體的(de)傳導性和(he)⛹🏻‍♀️壓力;③無壓(ya)損，無洩漏(lou);④可💞對現有(you)設備回顧(gu)安裝;⑤無需(xu)切斷管道(dao)，不用中斷(duan)生産，不用(yong)停止設備(bei);⑥不與介質(zhi)接觸;⑦精度(du)較低，長期(qi)穩定性較(jiao)差，受安裝(zhuang)條👌件影響(xiang)大。
3.2流量計(ji)比對方法(fa)
　　外夾式超(chao)聲流量計(ji)較适合現(xian)場工藝條(tiao)件，但是精(jing)度和穩定(ding)性較差，外(wai)夾式流量(liang)計的測量(liang)值無法作(zuo)爲參考值(zhi)，但可利用(yong)外夾式流(liu)量計短期(qi)穩定性較(jiao)🔞好進行🌈流(liu)量計之間(jian)比對。現場(chang)👣計量工藝(yi)流程如圖(tu)3所示，由多(duo)❌條計量支(zhi)路并聯組(zu)成計量橇(qiao)，但各計量(liang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼支路無法(fa)通過流程(cheng)切換實現(xian)串聯安🌐裝(zhuang)，可通過在(zai)計量橇上(shang)遊🔞選一直(zhi)管段安裝(zhuang)外夾式流(liu)量計，通過(guo)❓每條支路(lu)與外夾式(shi)流量計的(de)偏差，計算(suan)各計量支(zhi)路💋之間的(de)偏差。


式(shi)中:E1爲計量(liang)支路1與外(wai)夾式流量(liang)計的偏差(cha);Q1爲計量支(zhi)路1的流量(liang)值;Qwai爲外夾(jia)式流量計(ji)的流量值(zhi)。

式中:E2爲計(ji)量支路2與(yu)外夾式流(liu)量計的偏(pian)差;Q2爲計量(liang)支路2的流(liu)量值。

式中(zhong):E3爲計量支(zhi)路2與計量(liang)支路1的偏(pian)差。
同理可(ke)得出其他(ta)支路之間(jian)的偏差值(zhi)。
3.3比對方法(fa)的實施
(1)流(liu)量計檢定(ding)完成現場(chang)安裝後錄(lu)取第1次數(shu)據，第一次(ci)數🈲據作爲(wei)參考值，每(mei)隔一段時(shi)間做一下(xia)測試，測📞試(shi)結💰果與第(di)1次測試結(jie)果進行比(bi)對，分析流(liu)量計計量(liang)的穩🌏定性(xing)的變化，确(que)認流量計(ji)的計量性(xing)能，确保貿(mao)易計量交(jiao)接的準确(que)可靠。
(2)第1次(ci)的測試結(jie)果，需要對(dui)2台流量計(ji)測試結果(guo)的偏差與(yu)合成不确(que)定度進行(hang)比較，分析(xi)流量計的(de)精度。
3.4數據(ju)的采集系(xi)統
3.4.1數據采(cai)集系統實(shi)現以下功(gong)能
　　可實現(xian)實時采集(ji)2台流量計(ji)及配套溫(wen)度、壓力儀(yi)表🐆信号，并(bing)進💁行流量(liang)、溫度和壓(ya)力補償計(ji)算，存儲數(shu)據，生成報(bao)告☔等功能(neng)。
主要設備(bei)應包括:數(shu)據采集計(ji)算機、MPU、輸入(ru)模塊、脈沖(chong)/頻率信号(hao)采集卡、計(ji)時模塊、通(tong)信模塊、脈(mo)沖信号隔(ge)😄離放大器(qi)、浪湧保護(hu)器等組成(cheng)。
3.4.2數據采集(ji)系統軟件(jian)要求
(1)物性(xing)參數計算(suan)
　　天然氣工(gong)作條件下(xia)的壓縮因(yin)子使用AGARe-portNo.8［6］規(gui)定的方法(fa)計算，數據(ju)采集軟件(jian)内自帶壓(ya)縮因子計(ji)算模塊，可(ke)手動輸入(ru)溫度、壓力(li)和組分獲(huo)取壓縮因(yin)子計算結(jie)果用于驗(yan)證數據采(cai)集模塊計(ji)算結果的(de)可靠性。
(2)流(liu)量計算
　　渦(wo)輪流量計(ji)瞬時流量(liang)計算使用(yong)GB/T21391［7］或ISO9951［8］規定的(de)方法計算(suan)，修正因子(zi)(誤差)和流(liu)量關系式(shi)使用多點(dian)插值修正(zheng)方法.
　　超聲(sheng)流量計瞬(shun)時流量計(ji)算使用GB/T18604［9］或(huo)AGANo.9［10］或ISO17089［11］規定的(de)方法計算(suan)，修✊正因子(zi)(誤差)和流(liu)量關系式(shi)使用多點(dian)插值🤞修正(zheng)🏃方法。
(3)信号(hao)采集方式(shi)
　　脈沖/頻率(lü)、溫度、壓力(li)信号的采(cai)集均采用(yong)累積量，采(cai)取相☎️同✍️時(shi)間段内的(de)累計流量(liang)值，避免由(you)于瞬時值(zhi)🈲波動🐅引入(ru)較大的誤(wu)差。
4實際應(ying)用
　　以某管(guan)道公司貿(mao)易計量交(jiao)接站爲例(li)進行實際(ji)應用分析(xi)，該站🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計量(liang)橇選用3條(tiao)DN200的計量支(zhi)路，流量計(ji)信息如表(biao)2所😍示，比對(dui)流量計選(xuan)用外夾式(shi)超聲流量(liang)計，安裝于(yu)DN200的直管段(duan)。

　　按照上文(wen)所說方法(fa)進行測試(shi)，測試流量(liang)點爲1500m3/h，按照(zhao)☂️式🛀🏻(1)～式(3)進💋行(hang)🐆計算，測試(shi)結果如表(biao)3所示。

通過(guo)測試結果(guo)可分析:
(1)3台(tai)流量計檢(jian)定完成後(hou)首次比對(dui)結果符合(he)規範要🛀求(qiu)，流量計安(an)裝完成後(hou)性能良好(hao)。
(2)3台流量計(ji)在檢定周(zhou)期内相互(hu)之間偏差(cha)的變化值(zhi)均小于🔴0.7%，符(fu)合标準要(yao)求，證明3台(tai)流量計的(de)穩定性能(neng)較好。
5結束(shu)語
(1)在對貿(mao)易計量交(jiao)接站設計(ji)時，可增加(jia)計量橇的(de)對比☎️流程(cheng)，實現定期(qi)對在用貿(mao)易計量流(liu)量計進行(hang)實流在線(xian)比對，确保(bao)流㊙️量計計(ji)量性能良(liang)好［12－13］。
(2)在不具(ju)備在線實(shi)流比對工(gong)藝流程的(de)場站可選(xuan)用外夾式(shi)😍超聲流量(liang)計作爲傳(chuan)遞值對計(ji)量橇各支(zhi)路進行比(bi)對，确認流(liu)量計的計(ji)量性能。
(3)對(dui)于超聲流(liu)量計需要(yao)定期進行(hang)使用中檢(jian)驗，對于性(xing)能參⭐數異(yi)常的流量(liang)計需要及(ji)時處理，必(bi)要時重新(xin)送檢，确保(bao)現場計量(liang)結果的準(zhun)确可靠。
(4)利(li)用外夾式(shi)超聲流量(liang)計進行比(bi)對的方法(fa)可用于各(ge)管道公司(si)❓計量輸差(cha)的查找及(ji)控制，提高(gao)計量管理(li)水平，維護(hu)公司利益(yi)。

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