摘　要(yao)：天然氣(qi)孔闆流(liu)量計 的(de)現場檢(jian)定,采用(yong)以文丘(qiu)裏音速(su)噴嘴作(zuo)爲标準(zhun)表🈚的傳(chuan)☂️遞型校(xiao)準法。計(ji)量站場(chang)節流裝(zhuang)置在周(zhou)期性的(de)維護過(guo)程中,則(ze)需要對(dui)其孔闆(pan)、測量管(guan)直度和(he)圓度進(jin)行幾何(he)檢定。介(jie)紹了✂️現(xian)場檢🔞定(ding)孔闆流(liu)量計的(de)原理,工(gong)藝流程(cheng)、檢定方(fang)程式,對(dui)孔闆流(liu)量計進(jin)行系統(tong)仲裁的(de)檢定方(fang)法,以及(ji)在現場(chang)實際條(tiao)件下如(ru)何對标(biao)準孔闆(pan)及測🤩量(liang)管進行(hang)必要的(de)幾何檢(jian)驗内🐪容(rong)、使用的(de)器具及(ji)其操作(zuo)方法✂️。
現(xian)場系數(shu)檢定與(yu)仲裁
　　現(xian)場檢定(ding)方法系(xi)指标準(zhun)表比較(jiao)法或稱(cheng)爲傳遞(di)型校💔準(zhun)法。傳遞(di)校準的(de)原理在(zai)于對照(zhao)一台(或(huo)一組)已(yi)知精度(du)的标準(zhun)表來♍校(xiao)準(或稱(cheng)檢定)另(ling)一台工(gong)作儀表(biao)。在現🈲場(chang)操作條(tiao)件下使(shi)用标準(zhun)表時💛,爲(wei)保證不(bu)使🔱脈動(dong)流或旋(xuan)轉流送(song)到試驗(yan)段導緻(zhi)不精确(que)的檢定(ding)結果,必(bi)須創造(zao)較理想(xiang)的流動(dong)條件和(he)操作條(tiao)件。
目前(qian)國際上(shang)作現場(chang)在線檢(jian)定用的(de)傳遞标(biao)準大多(duo)采用文(wen)丘裏音(yin)速噴嘴(zui),其次是(shi) 标準渦(wo)輪流量(liang)計 。在特(te)定的條(tiao)件下(例(li)如在實(shi)驗室條(tiao)件下且(qie)采用Mt或(huo)PVTt法),對上(shang)述兩種(zhong)标準表(biao)進行檢(jian)定,最高(gao)精度至(zhi)少可達(da)±0.25%。
1.文丘裏(li)音速噴(pen)嘴标準(zhun)表
　　音速(su)噴嘴爲(wei)固定式(shi)的(定流(liu)量)流量(liang)儀表,對(dui)于一台(tai)具有給(gei)定的喉(hou)部直徑(jing)的音速(su)噴嘴的(de)這種儀(yi)表在一(yi)個特定(ding)🈚的壓力(li)下📱将給(gei)出一個(ge)并且隻(zhi)給出一(yi)個流量(liang)。因此,爲(wei)了得到(dao) 孔闆流(liu)量計 在(zai)操作範(fan)圍内的(de)精度曲(qu)線,必須(xu)使用幾(ji)個(一組(zu))不同喉(hou)部尺寸(cun)的噴嘴(zui),才能對(dui)孔闆流(liu)量計進(jin)行操作(zuo)💘範圍内(nei)的檢定(ding)(例如💜儀(yi)表滿量(liang)程的20%～80%)。
2.現(xian)場檢定(ding)孔闆流(liu)量計
(1)檢(jian)定孔闆(pan)流出系(xi)數C
　　檢定(ding)原理:假(jia)設被校(xiao)準的單(dan)台孔闆(pan)流量計(ji)容量較(jiao)大,需用(yong)數個噴(pen)嘴并聯(lian)組合才(cai)能對它(ta)進行檢(jian)定。根🏃據(ju)流體力(li)學連續(xu)性📱定理(li),在某一(yi)時間内(nei)通過噴(pen)嘴總的(de)流量,同(tong)時也等(deng)于通過(guo)位于它(ta)上遊的(de)一台大(da)容量的(de)孔闆流(liu)量計的(de)流量。
在(zai)線檢定(ding)流程:檢(jian)定流程(cheng)如圖1所(suo)示。

注:1.調(diao)壓閥;2.4、5、6、7、10截(jie)止閥;3.孔(kong)闆;8.整流(liu)器;9.音速(su)噴嘴組(zu)合系統(tong)
檢定孔(kong)闆流出(chu)系數的(de)檢定方(fang)程式:

式(shi)中:C爲被(bei)檢孔闆(pan)流量計(ji)實際标(biao)定的流(liu)出系數(shu);
Cdi爲第i個(ge)噴嘴的(de)流出系(xi)數;
C*i爲第(di)i個噴嘴(zui)的臨界(jie)流函數(shu);
A*i爲第i個(ge)噴嘴的(de)喉截面(mian)積,mm;
poi爲第(di)i個噴嘴(zui)前的滞(zhi)止絕對(dui)壓力,MPa;
Toi爲(wei)第i個噴(pen)嘴前的(de)滞止熱(re)力學溫(wen)度,K;
n爲音(yin)速噴嘴(zui)的支數(shu);
pb爲标準(zhun)狀态下(xia)的絕對(dui)壓力
　　　　(pb=0.101325MPa);
Tb爲(wei)标準狀(zhuang)态下的(de)熱力學(xue)溫度
　(Tb=293.15K);
Zb爲(wei)标準狀(zhuang)态下天(tian)然氣壓(ya)縮因子(zi);
R爲氣體(ti)常數;
As爲(wei)秒計量(liang)系數(As=3.1794×10-6);
E爲(wei)漸近速(su)度系數(shu);
d爲孔闆(pan)開孔直(zhi)徑,mm;
FG爲相(xiang)對密度(du)系數;
ε爲(wei)可膨脹(zhang)性系數(shu);
FT爲流動(dong)溫度系(xi)數;
FZ爲超(chao)壓縮因(yin)子;
p1爲孔(kong)闆上遊(you)側取壓(ya)孔處氣(qi)流絕對(dui)靜壓,MPa;
Δp爲(wei)氣流流(liu)經孔闆(pan)時産生(sheng)的差壓(ya),Pa。
如果檢(jian)定的是(shi)新孔闆(pan),則使用(yong)時應按(an)标定出(chu)的流出(chu)㊙️系數C值(zhi)參加流(liu)量計算(suan);
如果标(biao)定的是(shi)舊孔闆(pan),則應求(qiu)出流出(chu)系數的(de)誤差,然(ran)後對流(liu)🌈量進行(hang)修正。
(2)對(dui)孔闆流(liu)量計進(jin)行系統(tong)仲裁檢(jian)定
　　檢定(ding)原理和(he)工藝流(liu)程:
1)在線(xian)檢定時(shi),應保證(zheng)與原來(lai)工況條(tiao)件盡量(liang)相同,即(ji)裝置本(ben)🚶身不得(de)有調修(xiu)、更換、清(qing)洗;必須(xu)使用原(yuan)來的🈲二(er)次儀表(biao),直管😄段(duan)等❓。
2)檢定(ding)時,試驗(yan)壓力應(ying)調節到(dao)和原來(lai)工作時(shi)的壓力(li)相同。
3)選(xuan)擇音速(su)噴嘴的(de)容量和(he)調整組(zu)合數,使(shi)檢定的(de)流量和(he)原來使(shi)用時的(de)流量範(fan)圍相一(yi)緻,在該(gai)流量範(fan)圍内至(zhi)少檢定(ding)4～6個流量(liang)點(包括(kuo)最大流(liu)量和最(zui)小流🐆量(liang))。在每㊙️個(ge)流量點(dian)上至少(shao)運行15～30min以(yi)上。然後(hou),根據原(yuan)來計算(suan)方法和(he)工具:包(bao)括公式(shi)、系數圖(tu)表等💜計(ji)算出在(zai)此時間(jian)内通過(guo)節流裝(zhuang)置的流(liu)量,即流(liu)量計示(shi)值Q示🔴。
4)在(zai)試驗的(de)同時間(jian)内,記錄(lu)噴嘴的(de)上遊滞(zhi)止壓力(li)po和🔞滞止(zhi)溫度To,并(bing)🔴按下式(shi)計算出(chu)它的體(ti)積流量(liang):

式中:Qb爲(wei)根據标(biao)準表計(ji)算出的(de)t時間内(nei)的天然(ran)氣标準(zhun)流量,m3;
Zb爲(wei)天然氣(qi)在标準(zhun)狀态下(xia)(0.101325MPa,293.15K)的壓縮(suo)因子;
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;
t爲在(zai)某一檢(jian)定點,節(jie)流裝置(zhi)試驗時(shi)間。
5)在各(ge)個流量(liang)點上,差(cha)壓流量(liang)計的示(shi)值誤差(cha)按下式(shi)計算🌈:

現(xian)場檢定(ding)節流裝(zhuang)置———幾何(he)檢驗法(fa)
1.幾何檢(jian)驗法說(shuo)明
(1)鑒于(yu)現場的(de)實際條(tiao)件(環境(jing)條件、檢(jian)驗設備(bei)及人員(yuan)專♊業水(shui)平),該處(chu)僅涉及(ji)計量站(zhan)場對節(jie)流裝置(zhi)在周期(qi)性的維(wei)護過程(cheng)中所需(xu)要重點(dian)檢驗的(de)幾個技(ji)術指标(biao)。未涉及(ji)的其它(ta)幾何尺(chi)寸指标(biao)應在投(tou)入現場(chang)使用前(qian)由廠家(jia)出廠🧑🏽‍🤝‍🧑🏻檢(jian)驗确定(ding)。運抵現(xian)場後,由(you)使用📧者(zhe)對照說(shuo)明書按(an)标準要(yao)求和安(an)裝單👣位(wei)共同驗(yan)收。
(2)幾何(he)尺寸檢(jian)驗的技(ji)術要求(qiu)應符合(he)JJG—94 差壓式(shi)流量計(ji) 檢定規(gui)程和SY/T6143—1996天(tian)然氣流(liu)量的标(biao)準孔闆(pan)反計量(liang)方法💁标(biao)準🔞中所(suo)規定的(de)各項指(zhi)标。
(3)現場(chang)檢定幾(ji)何尺寸(cun)的基本(ben)測量手(shou)段必須(xu)具備有(you)🙇‍♀️:遊标卡(ka)尺、内徑(jing)千分尺(chi)、鋼闆尺(chi)、鋼卷尺(chi)、塞規、表(biao)面粗糙(cao)度💋比較(jiao)樣塊、放(fang)大鏡等(deng)。用以檢(jian)驗的量(liang)具或儀(yi)器應具(ju)有有效(xiao)的合格(ge)證書。其(qi)測📐量誤(wu)差應在(zai)被測量(liang)的允許(xu)誤🌏差的(de)1/3以内🏃‍♂️。站(zhan)場最好(hao)🏃🏻配備專(zhuan)職(或兼(jian)職)的♋檢(jian)驗者,以(yi)保證檢(jian)驗結果(guo)的可信(xin)度。
2.孔闆(pan)檢驗
(1)外(wai)觀檢查(cha)
　　檢查孔(kong)闆上遊(you)端面、圓(yuan)筒形部(bu)分及入(ru)口邊緣(yuan)不應有(you)髒💁污、積(ji)塵🌏、腐蝕(shi)、明顯損(sun)傷及變(bian)形現象(xiang)。
(2)量具檢(jian)驗
平面(mian)度檢驗(yan):用遊标(biao)卡尺或(huo)鋼闆尺(chi)的棱面(mian)分别緊(jin)靠孔闆(pan)上、下遊(you)端面,在(zai)大緻垂(chui)直的兩(liang)個方位(wei)上,估計(ji)透光的(de)最大縫(feng)隙寬度(du)(用塞規(gui)檢驗),其(qi)值與計(ji)量管内(nei)徑的比(bi)值應小(xiao)于0.5%。
上遊(you)面及開(kai)孔圓筒(tong)形表面(mian)的粗糙(cao)度檢驗(yan):以樣塊(kuai)(最🛀好用(yong)于被👣檢(jian)孔闆相(xiang)同材料(liao)做成的(de)樣塊)工(gong)作面的(de)表面粗(cu)糙度🈚爲(wei)标準,與(yu)孔闆上(shang)遊面及(ji)圓筒形(xing)表面進(jin)行比較(jiao),從而以(yi)視覺(可(ke)借助放(fang)大鏡)判(pan)斷上述(shu)表面的(de)粗👉糙度(du)Ra是否😍達(da)到标準(zhun)📞規定的(de)要求(Ra≤10-4d),有(you)疑議時(shi),可送檢(jian)有🔴關計(ji)量部門(men)用表面(mian)粗糙度(du)測量儀(yi)實測Ra。
孔(kong)闆開孔(kong)直角入(ru)口邊緣(yuan)檢驗:①前(qian)面用目(mu)測法檢(jian)查時,入(ru)口😄邊緣(yuan)應無卷(juan)邊和毛(mao)刺,亦無(wu)肉眼可(ke)見的異(yi)常(如‼️缺(que)口等)。或(huo)用觸覺(jiao),即✉️用指(zhi)甲刮檢(jian)入口時(shi)應很鋒(feng)利尖銳(rui)(憑經驗(yan))。②用反射(she)光法檢(jian)查時:當(dang)d≥25mm用2倍放(fang)大🤞鏡将(jiang)孔闆傾(qing)斜45°,使日(ri)光和人(ren)工光源(yuan)射向直(zhi)角入口(kou)邊緣;當(dang)d<25mm時,用4倍(bei)放大鏡(jing)觀察邊(bian)緣應無(wu)反射光(guang)。
上述方(fang)法有疑(yi)議時,應(ying)送檢有(you)關計量(liang)部門用(yong)模鑄✨法(fa)🛀實🎯測入(ru)口邊緣(yuan)圓弧倒(dao)角半徑(jing)rk**,其值應(ying)滿足rk≤±0.0004d(應(ying)注🐪意下(xia)遊出口(kou)邊緣亦(yi)不允許(xu)有明顯(xian)缺陷)。
孔(kong)闆開孔(kong)直徑d的(de)檢驗:使(shi)用遊标(biao)卡尺在(zai)圓筒形(xing)部🤞分以(yi)大緻相(xiang)等角度(du)的四個(ge)方位測(ce)量,其結(jie)果的算(suan)術平均(jun)值作爲(wei)🚶‍♀️現場實(shi)測孔徑(jing)值。
其平(ping)均值:

式(shi)中:di爲第(di)i次測量(liang)的d值;
d爲(wei)孔闆開(kai)孔直徑(jing)平均值(zhi);
n爲測量(liang)次數。
　　開(kai)孔直徑(jing)相對誤(wu)差按式(shi)(5)計算:

任(ren)意一個(ge)直徑di與(yu)直徑平(ping)均值d之(zhi)差不應(ying)大于平(ping)均值📐的(de)😍±0.05%。

式中:Erd爲(wei)d的重複(fu)性,可按(an)式(7)計算(suan);
Esd爲測量(liang)d的量具(ju)的準确(que)度

式中(zhong):ta爲置信(xin)概率爲(wei)95%時的t分(fen)布系數(shu)。
測量管(guan)直度和(he)圓度檢(jian)驗
1.目測(ce)檢查
　　測(ce)量管的(de)直度在(zai)現場僅(jin)需目測(ce),目測是(shi)直的則(ze)被💰認爲(wei)滿足直(zhi)度要求(qiu)。在投入(ru)運行前(qian)還應對(dui)照出廠(chang)說明書(shu)以鋼卷(juan)尺量其(qi)測量管(guan)長度是(shi)否滿足(zu)最小直(zhi)管段長(zhang)度要求(qiu)。目測測(ce)量管圓(yuan)度時,如(ru)果端面(mian)圓截面(mian)呈明🚩顯(xian)的橢圓(yuan)✉️形狀,則(ze)必須更(geng)換測量(liang)管。測量(liang)管内壁(bi)不允許(xu)有可見(jian)的焊疤(ba)、台階、坑(keng)凹和污(wu)物,否則(ze)必須打(da)磨、填補(bu)和清洗(xi)幹淨。
2.量(liang)具檢驗(yan)
　　測量管(guan)圓度按(an)下面方(fang)法進行(hang)檢驗:用(yong)内徑千(qian)分尺在(zai)孔闆上(shang)下遊側(ce)距取壓(ya)孔軸向(xiang)長度上(shang)各爲0.5D的(de)範圍内(nei)實測。實(shi)測結果(guo)☎️,其測量(liang)管内圓(yuan)柱表面(mian)圓度公(gong)差應滿(man)足以下(xia)✉️要求。
(1)在(zai)離孔闆(pan)上遊端(duan)面(裝有(you)夾緊環(huan)時,應在(zai)夾緊環(huan)前緣🔞)0D、0.5D及(ji)0D至0.5D之💯間(jian)的上遊(you)直管段(duan)上取三(san)個與管(guan)道軸線(xian)垂直的(de)截面,在(zai)每個截(jie)面上,以(yi)大緻相(xiang)等的角(jiao)距取👅4個(ge)内徑的(de)單測值(zhi),共得12個(ge)單測💃🏻值(zhi),并求❓其(qi)算術平(ping)均值。任(ren)一單🔴測(ce)值與平(ping)😄均值比(bi)較,其偏(pian)差不得(de)大于±0.3%。
(2)在(zai)離孔闆(pan)上遊端(duan)面0D至2D之(zhi)間的下(xia)遊直管(guan)段上與(yu)管⭕道軸(zhou)線垂直(zhi)☎️的一個(ge)截面上(shang),以大緻(zhi)相等的(de)角距取(qu)4個直✂️徑(jing)單測值(zhi)。任一單(dan)測值與(yu)孔闆上(shang)遊側按(an)a條規定(ding)方法得(de)到的平(ping)均測🏃量(liang)管内徑(jing)D值比較(jiao),其偏差(cha)不🥰得大(da)于±3%。
(3)測量(liang)管内徑(jing)D的平均(jun)值按類(lei)同式(4)計(ji)算,直徑(jing)百分誤(wu)差☂️按類(lei)同式(5)計(ji)算。

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