摘(zhai)要:在(zai)國家(jia)天然(ran)氣流(liu)量計(ji) 計量(liang)站大(da)流量(liang)檢定(ding)系統(tong)的應(ying)用過(guo)程中(zhong)，由于(yu)工作(zuo)需開(kai)🏃啓不(bu)同的(de)檢定(ding)管路(lu)，所實(shi)施的(de)核查(cha)級标(biao)準表(biao)和被(bei)🌍檢工(gong)作表(biao)具有(you)多樣(yang)化的(de)組合(he)方式(shi)，且工(gong)作流(liu)量較(jiao)大，其(qi)檢定(ding)結果(guo)精度(du)非常(chang)易受(shou)介質(zhi)流場(chang)不穩(wen)定性(xing)的影(ying)響。爲(wei)此，基(ji)于典(dian)型大(da)流量(liang)檢定(ding)裝置(zhi)的流(liu)程模(mo)型，通(tong)過🌈采(cai)用FLUENT模(mo)拟不(bu)同檢(jian)定口(kou)徑在(zai)不同(tong)流量(liang)點下(xia)的不(bu)同🌈工(gong)作組(zu)合模(mo)式，計(ji)算得(de)到不(bu)同管(guan)♻️路工(gong)作條(tiao)件下(xia)的天(tian)然氣(qi)體積(ji)流量(liang)測定(ding)誤差(cha)值。研(yan)究分(fen)析結(jie)果表(biao)明:計(ji)量站(zhan)🚶的标(biao)準表(biao)不同(tong)組合(he)方式(shi)工作(zuo)條件(jian)對檢(jian)定工(gong)作質(zhi)量具(ju)有不(bu)同的(de)影響(xiang)，工作(zuo)⭐管路(lu)🙇‍♀️的口(kou)徑越(yue)大而(er)造♈成(cheng)的介(jie)👈質流(liu)動不(bu)穩定(ding)性産(chan)生的(de)🐕檢定(ding)結果(guo)精度(du)影響(xiang)越明(ming)顯，通(tong)過改(gai)善檢(jian)定系(xi)統中(zhong)🌈标準(zhun)🧡表與(yu)檢測(ce)表的(de)管容(rong)和增(zeng)大進(jin)、入口(kou)管路(lu)的間(jian)距可(ke)降低(di)❓檢定(ding)誤差(cha)，從而(er)一定(ding)程💛度(du)地消(xiao)除介(jie)質流(liu)🙇🏻動狀(zhuang)态帶(dai)給計(ji)量檢(jian)定的(de)影響(xiang)，有效(xiao)提高(gao)天然(ran)氣流(liu)量計(ji)檢測(ce)的量(liang)傳水(shui)平。
0引(yin)言
　　爲(wei)保證(zheng)天然(ran)氣貿(mao)易結(jie)算的(de)公平(ping)公正(zheng)，需對(dui)廣泛(fan)應用(yong)于各(ge)計量(liang)站的(de)天然(ran)氣流(liu)量計(ji)實施(shi)強制(zhi)檢定(ding)，檢定(ding)系統(tong)的精(jing)度和(he)可靠(kao)性是(shi)影響(xiang)計量(liang)檢定(ding)結果(guo)的重(zhong)要影(ying)響因(yin)素，也(ye)是保(bao)證公(gong)平貿(mao)易的(de)重要(yao)保障(zhang)。一般(ban)而言(yan)，在國(guo)家天(tian)然❄️氣(qi)流量(liang)計量(liang)站的(de)大流(liu)量檢(jian)定🈲裝(zhuang)置中(zhong)，由于(yu)檢定(ding)管路(lu)的口(kou)徑大(da)和工(gong)作流(liu)量大(da)，這就(jiu)要求(qiu)管内(nei)🔴天💚然(ran)氣應(ying)獲得(de)一個(ge)充分(fen)發展(zhan)的軸(zhou)對稱(cheng)的速(su)度分(fen)布，以(yi)避免(mian)局部(bu)流動(dong)的不(bu)穩定(ding)性對(dui)檢定(ding)結果(guo)造成(cheng)一定(ding)的誤(wu)差影(ying)響。因(yin)此，探(tan)索分(fen)析檢(jian)定⭐管(guan)路流(liu)場對(dui)檢定(ding)結論(lun)精度(du)的影(ying)響，确(que)定标(biao)準表(biao)與檢(jian)測表(biao)間的(de)間距(ju)和合(he)适的(de)管容(rong)條件(jian)，對🙇🏻提(ti)高計(ji)量檢(jian)定工(gong)作質(zhi)量有(you)着十(shi)分重(zhong)❄️要的(de)作用(yong)。
1大流(liu)量檢(jian)定系(xi)統流(liu)程簡(jian)化模(mo)型
　　國(guo)家石(shi)油天(tian)然氣(qi)大流(liu)量計(ji)量站(zhan)武漢(han)分站(zhan)是中(zhong)國石(shi)🐪化👈依(yi)托川(chuan)氣東(dong)送管(guan)道建(jian)設的(de)國際(ji)先進(jin)水平(ping)的天(tian)然氣(qi)流🔅量(liang)計量(liang)高壓(ya)實流(liu)檢定(ding)站，能(neng)夠對(dui)DN500mm及以(yi)下的(de)天然(ran)氣流(liu)量🏃‍♂️計(ji)實施(shi)校準(zhun)或檢(jian)定。該(gai)站使(shi)用的(de)檢定(ding)系統(tong)基✨于(yu)标準(zhun)表法(fa)原理(li)，采用(yong)小流(liu)量檢(jian)定系(xi)統✊，大(da)流量(liang)檢定(ding)🔱系統(tong)及檢(jian)定台(tai)位分(fen)區域(yu)組合(he)成而(er)。如🙇🏻圖(tu)1所示(shi)，大流(liu)量檢(jian)定系(xi)統設(she)置♊6組(zu)由1台(tai)标準(zhun)渦輪(lun)流🔞量(liang)計和(he)1台核(he)查超(chao)聲流(liu)量計(ji)串聯(lian)組配(pei)的标(biao)準表(biao)管路(lu)(DN200mm)、5組檢(jian)定台(tai)位(分(fen)别爲(wei)DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和DN400mm)和(he)1組移(yi)動式(shi)标準(zhun)裝置(zhi)檢定(ding)接口(kou)(DN300mm)。
　　通常(chang)，大流(liu)量檢(jian)定裝(zhuang)置需(xu)根據(ju)檢定(ding)要求(qiu)打開(kai)流量(liang)計🌈檢(jian)定管(guan)路、核(he)查級(ji)标準(zhun)表和(he)工作(zuo)級标(biao)準組(zu)合表(biao)來開(kai)展檢(jian)定工(gong)作，其(qi)檢定(ding)流量(liang)計管(guan)徑範(fan)圍(DN150～DN400)mm，壓(ya)力等(deng)級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流(liu)量範(fan)圍(25～9600)m2/h。

　　爲(wei)了便(bian)于模(mo)拟天(tian)然氣(qi)在管(guan)道内(nei)的流(liu)場狀(zhuang)況，簡(jian)化大(da)流量(liang)檢💞定(ding)裝置(zhi)流程(cheng)模型(xing)如圖(tu)2所示(shi)。模型(xing)左端(duan)連接(jie)标準(zhun)表，是(shi)爲介(jie)質入(ru)口側(ce);模型(xing)右端(duan)連接(jie)被檢(jian)表，是(shi)爲介(jie)質出(chu)口側(ce)。在實(shi)☎️際的(de)檢定(ding)工作(zuo)🛀🏻過程(cheng)中，根(gen)據被(bei)檢表(biao)各檢(jian)定點(dian)的流(liu)量值(zhi)實施(shi)核查(cha)級标(biao)準流(liu)量計(ji)的多(duo)種組(zu)🧡合使(shi)用。［5－8］因(yin)此，以(yi)幾種(zhong)較爲(wei)典型(xing)的組(zu)合☀️開(kai)展分(fen)析，總(zong)👌結标(biao)準表(biao)與被(bei)檢表(biao)間的(de)距離(li)确定(ding)和檢(jian)定結(jie)果精(jing)度影(ying)響規(gui)律。

2模(mo)拟單(dan)根管(guan)路的(de)檢定(ding)結果(guo)精度(du)影響(xiang)
2.1構建(jian)網格(ge)模型(xing)
　　采用(yong)FLUENT模拟(ni)計算(suan)DN400管路(lu)在4MPa、20℃、檢(jian)定點(dian)流量(liang)1000m3/h時的(de)管内(nei)天然(ran)🐉氣流(liu)場狀(zhuang)況。如(ru)圖3所(suo)示，在(zai)GAMBIT建立(li)三種(zhong)不同(tong)管路(lu)條件(jian)🆚模型(xing)并劃(hua)分網(wang)格，即(ji)分别(bie)模拟(ni)單根(gen)入口(kou)管和(he)出口(kou)管距(ju)離很(hen)近、較(jiao)近和(he)較遠(yuan)的不(bu)同情(qing)況。模(mo)型中(zhong)y軸拟(ni)合彙(hui)管軸(zhou)❄️向，D彙(hui)=0.6m、L彙=7m;x－軸(zhou)🆚拟合(he)入口(kou)管軸(zhou)向，D入(ru)🏒=0.2m、L入=3m;x+軸(zhou)拟合(he)出口(kou)管軸(zhou)向，D出(chu)=0.4m、L出=10m。

2.2計(ji)算結(jie)果分(fen)析
　　根(gen)據武(wu)漢分(fen)站天(tian)然氣(qi)的基(ji)礎物(wu)性，在(zai)FLUENT中創(chuang)建流(liu)體材(cai)料🈲，經(jing)計算(suan)得到(dao)流動(dong)穩定(ding)後的(de)管内(nei)天然(ran)氣流(liu)速分(fen)布如(ru)圖4所(suo)示。

　　通(tong)過觀(guan)察出(chu)口管(guan)路分(fen)别在(zai)2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處(chu)的截(jie)面流(liu)速分(fen)布，并(bing)計算(suan)三種(zhong)🐉組合(he)類型(xing)在相(xiang)應截(jie)面上(shang)的體(ti)積流(liu)量大(da)小，如(ru)圖5所(suo)示。對(dui)比入(ru)口流(liu)量，可(ke)清楚(chu)的知(zhi)道各(ge)截面(mian)上流(liu)量值(zhi)發💚生(sheng)了波(bo)動，這(zhe)是由(you)于天(tian)然氣(qi)在管(guan)道内(nei)流場(chang)穩定(ding)性發(fa)生變(bian)化而(er)産生(sheng)的影(ying)響。因(yin)此，要(yao)最大(da)程度(du)地消(xiao)除天(tian)然氣(qi)流場(chang)不穩(wen)定性(xing)對檢(jian)定結(jie)果精(jing)度的(de)影響(xiang)就需(xu)設置(zhi)合理(li)的✔️标(biao)準表(biao)與被(bei)檢表(biao)間的(de)距離(li)。根據(ju)模拟(ni)結果(guo)可知(zhi):對模(mo)型1的(de)管路(lu)情況(kuang)，将⛱️被(bei)😘檢表(biao)設置(zhi)在4m處(chu)誤🐆差(cha)最小(xiao);對模(mo)型2的(de)管路(lu)情況(kuang)，将被(bei)檢表(biao)設置(zhi)在6m處(chu)誤差(cha)最小(xiao);對模(mo)型3的(de)管路(lu)情🐆況(kuang)，将😄被(bei)檢表(biao)設置(zhi)在2m處(chu)誤差(cha)最小(xiao)。

3模拟(ni)組合(he)管路(lu)的檢(jian)定結(jie)果精(jing)度影(ying)響
3.1構(gou)建網(wang)格模(mo)型
　　采(cai)用FLUENT模(mo)拟計(ji)算DN250管(guan)路在(zai)6MPa、20℃、檢定(ding)點流(liu)量2000m3/h時(shi)，三根(gen)入口(kou)管組(zu)合🚶‍♀️情(qing)況下(xia)的的(de)管内(nei)天然(ran)氣流(liu)場狀(zhuang)況。同(tong)理，在(zai)GAMBIT中❗建(jian)立🈲模(mo)型并(bing)劃分(fen)網格(ge)，如圖(tu)6所示(shi)。

3.2計算(suan)結果(guo)分析(xi)
　　同樣(yang)根據(ju)武漢(han)分站(zhan)天然(ran)氣的(de)基礎(chu)物性(xing)，在FLU-ENT中(zhong)計算(suan)得㊙️到(dao)流動(dong)㊙️穩定(ding)後的(de)出口(kou)管内(nei)天然(ran)氣在(zai)2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處(chu)的流(liu)㊙️速分(fen)布如(ru)圖7所(suo)示。

　　由(you)圖7可(ke)以看(kan)出，出(chu)口管(guan)道内(nei)天然(ran)氣流(liu)動狀(zhuang)況在(zai)截面(mian)‼️4m處趨(qu)♋于🤩基(ji)本穩(wen)定，5m後(hou)的天(tian)然氣(qi)的流(liu)動狀(zhuang)态變(bian)化已(yi)然非(fei)常的(de)微小(xiao)。如😍圖(tu)8所示(shi)，分别(bie)計算(suan)各截(jie)面的(de)體積(ji)流量(liang)🏃‍♂️，并與(yu)入口(kou)流量(liang)對比(bi)發現(xian)被檢(jian)表設(she)置2m處(chu)誤差(cha)最小(xiao)。通♋過(guo)天然(ran)氣流(liu)場穩(wen)定性(xing)與截(jie)面流(liu)量的(de)影響(xiang)關系(xi)可知(zhi)，設置(zhi)合理(li)的檢(jian)定設(she)備位(wei)置，以(yi)保證(zheng)介🛀🏻質(zhi)流動(dong)穩定(ding)性可(ke)有效(xiao)的提(ti)高檢(jian)定結(jie)果精(jing)度。

4結(jie)論
　　在(zai)實際(ji)的流(liu)量檢(jian)定工(gong)作中(zhong)，核查(cha)級标(biao)準流(liu)量計(ji)和被(bei)檢流(liu)🍉量計(ji)可有(you)多種(zhong)的組(zu)合方(fang)式，要(yao)最大(da)程度(du)地消(xiao)除天(tian)然氣(qi)的流(liu)動狀(zhuang)态💃帶(dai)給計(ji)量檢(jian)定的(de)影響(xiang)，必須(xu)要确(que)定标(biao)準表(biao)與檢(jian)測表(biao)間的(de)合适(shi)間距(ju)和管(guan)容。通(tong)過對(dui)天然(ran)氣流(liu)量計(ji)量站(zhan)的大(da)流量(liang)檢定(ding)台上(shang)不㊙️同(tong)口徑(jing)在不(bu)⛹🏻‍♀️同流(liu)量點(dian)下的(de)不同(tong)工作(zuo)組合(he)模式(shi)進💔行(hang)流場(chang)模拟(ni)分析(xi)，計算(suan)得出(chu)不同(tong)管容(rong)截面(mian)上‼️的(de)體積(ji)流量(liang)和将(jiang)産生(sheng)🌍的計(ji)量誤(wu)差。
(1)對(dui)比模(mo)拟被(bei)檢流(liu)量計(ji)口徑(jing)分别(bie)在DN400mm與(yu)DN250mm時的(de)檢定(ding)結果(guo)精度(du)，DN400mm時💞的(de)檢定(ding)誤差(cha)最大(da)近乎(hu)3%，可見(jian)大口(kou)徑的(de)流量(liang)計檢(jian)定工(gong)作🐕質(zhi)量受(shou)介質(zhi)流場(chang)穩定(ding)性的(de)影響(xiang)更爲(wei)明顯(xian)。
(2)對比(bi)模拟(ni)單根(gen)入口(kou)管和(he)三根(gen)入口(kou)管組(zu)合情(qing)況下(xia)的管(guan)❄️内天(tian)然氣(qi)流場(chang)變化(hua)對檢(jian)定結(jie)果精(jing)度的(de)影響(xiang)，可知(zhi)标準(zhun)表的(de)不同(tong)組合(he)方式(shi)造成(cheng)的影(ying)響程(cheng)度并(bing)不相(xiang)同。
(3)對(dui)比模(mo)拟較(jiao)大被(bei)檢流(liu)量計(ji)口徑(jing)(DN400mm)條件(jian)，在入(ru)口管(guan)分🔞别(bie)位于(yu)彙🙇🏻管(guan)㊙️不同(tong)位置(zhi)時的(de)最小(xiao)誤差(cha)截面(mian)位置(zhi)在4m、6m和(he)2m處🎯，可(ke)知适(shi)當減(jian)小兩(liang)表管(guan)容，增(zeng)大入(ru)口管(guan)路和(he)出口(kou)管路(lu)之間(jian)的水(shui)平距(ju)離可(ke)有效(xiao)的降(jiang)📐低檢(jian)定誤(wu)差。

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