摘(zhai)要：以标準(zhun)表法流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)爲例，首先(xian)介紹了天(tian)然氣(qi)流量(liang)計(ji) 檢定的(de)原理，然後對檢(jian)定工況參數不(bu)穩定或(huo)工況參數測量不準确(que)對檢(jian)定結果的(de)影響(xiang)進行定性(xing)和定量計(ji)算分(fen)析，最(zui)後對保證(zheng)流量計檢(jian)定結(jie)果準(zhun)确(que)可(ke)靠的(de)措施及(ji)多(duo)種不同工(gong)藝(yi)的流量(liang)核查(cha)方(fang)案進行(hang)研究(jiu)和讨(tao)論。實(shi)踐證明，流量核查技術的應用(yong)是保(bao)證流(liu)量計(ji)檢定(ding)結(jie)果(guo)準确(que)可靠的(de)有(you)效措(cuo)施。
0引(yin)言(yan)
　　天(tian)然氣(qi)流量計實(shi)流檢(jian)定是(shi)一個多參(can)數組合測(ce)量過(guo)程，影(ying)響檢(jian)定數(shu)據準确(que)性(xing)的因(yin)素較(jiao)多(duo)。檢定工(gong)況參數(shu)不(bu)穩定(ding)，參數(shu)測量(liang)結果(guo)不準确，标準流(liu)量計(ji)的性能發(fa)生變化等都會(hui)影響(xiang)檢定結果(guo)的準确性和可靠性。要準确開(kai)展天(tian)然(ran)氣(qi)流量(liang)計量(liang)，必須(xu)對這(zhe)些影響因(yin)素進行充(chong)分的研究(jiu)和分(fen)析，并(bing)采取(qu)必要(yao)的(de)技術措(cuo)施。
1流量計(ji)檢定(ding)的原理
　　采用标(biao)準表法流(liu)量标準裝置檢定流(liu)量計依據(ju)的是(shi)流體(ti)流(liu)動的連(lian)續性(xing)原理(li)，即質(zhi)量守(shou)恒原(yuan)理［1］，如(ru)圖1所示。

　　标準流(liu)量計(ji)MM和被檢流(liu)量計MUT用管道連(lian)接，在(zai)測試(shi)時間(jian)内，流入(ru)标(biao)準流量計(ji)MM的(de)質量流(liu)量爲m1，流入(ru)被檢(jian)流量(liang)計MUT的質量(liang)流量(liang)爲m2，标(biao)準流(liu)量計(ji)和被檢流(liu)量計間管容内(nei)質量(liang)變(bian)化量爲(wei)Δm，則:
m1=m2+Δm(1)
當流動(dong)達到穩定(ding)狀(zhuang)态時，Δm=0，所(suo)以
m1=m2(2)
　　亦(yi)即天(tian)然氣流量(liang)計的(de)檢定(ding)是在穩定條件(jian)下使(shi)天(tian)然氣連(lian)續流過(guo)标準流量計和被檢流(liu)量計，記錄在相同時(shi)間(jian)間隔内(nei)标準流量計和(he)被檢(jian)流(liu)量計的(de)測量(liang)值(zhi)，通(tong)過計算被檢流量計(ji)的示值誤(wu)差和(he)重複(fu)性(xing)等(deng)計量(liang)性能參數(shu)，來判(pan)斷流(liu)量(liang)計檢定(ding)是否合格(ge)［2］。
流量計示(shi)值誤差可(ke)用式(shi)(3)和式(shi)(4)計算:

　　式中(zhong):E爲(wei)被檢流(liu)量計的相(xiang)對示值誤(wu)差(cha)，%;Qm爲被檢(jian)流量(liang)計的(de)累積流量(liang)，m3;Qs，m爲标(biao)準流(liu)量計的累積流量換算到被檢(jian)流量計處(chu)工況(kuang)條件(jian)下的流量(liang)值，m3;Qs，s爲(wei)标(biao)準(zhun)流量(liang)計的(de)累(lei)積流量(liang)，m3;p爲天(tian)然(ran)氣(qi)的壓(ya)力，MPa;T爲(wei)天(tian)然(ran)氣的(de)溫度(du)，K;Z爲(wei)天(tian)然氣(qi)的壓(ya)縮因子。下(xia)标s表(biao)示标(biao)準流(liu)量計(ji)處(chu)的參數(shu)，下标m表(biao)示被檢(jian)流量(liang)計(ji)處的參(can)數。
2影(ying)響檢(jian)定結果的因(yin)素分析(xi)
2.1工況參(can)數穩定性的(de)影(ying)響(xiang)
　　由式(shi)(1)可見，當檢定過程中工況(kuang)參數(shu)不穩(wen)定時，m1≠m2，亦即(ji)流過(guo)标準(zhun)流量(liang)計和被(bei)檢(jian)流量(liang)計的量值(zhi)不一(yi)緻，此時用式(3)計(ji)算得(de)的(de)示(shi)值誤(wu)差不能準(zhun)确地(di)反映(ying)流量(liang)計的(de)真實特(te)性。
　　由于(yu)在一次(ci)檢定過(guo)程中天然氣組(zu)分變化不(bu)大，所(suo)以，此處(chu)隻(zhi)考慮(lü)壓力和溫度變(bian)化的影響(xiang)。根據狀态(tai)方程，管容(rong)内天然(ran)氣的質(zhi)量變(bian)化量(liang)可用(yong)式(5)計算(suan)。

　　式中:p爲(wei)管容(rong)内(nei)天(tian)然氣(qi)壓力，Pa;V爲管容，m3;M爲天然氣摩爾質(zhi)量，kg·kmol－1;Z爲管(guan)容(rong)内天(tian)然氣的壓(ya)縮因(yin)子;Ｒ爲通用(yong)氣體常數(shu)，J/(mol·K);T爲管容内(nei)天然氣溫度，K。
　　以(yi)一組實(shi)際檢定(ding)數據爲(wei)例，分别給出(chu)壓力和溫(wen)度變化對流量(liang)計檢(jian)定結果的(de)影響。
　　檢定一台(tai)DN250流量(liang)計，每(mei)次檢(jian)定時間(jian)爲(wei)60s;在流(liu)量爲5600m3/h下，使用5台(tai)并聯(lian)安裝的标(biao)準流量計，在流(liu)量爲(wei)580m3/h下，使(shi)用1台标準(zhun)流量計，初(chu)始檢定結果如(ru)表1和(he)表2所示。該(gai)标準表(biao)與(yu)被檢表之(zhi)間(jian)管(guan)道的(de)容積(ji)爲(wei)9.778m3，累(lei)積質(zhi)量分(fen)别(bie)爲(wei)4451.96kg和466.18kg。

檢(jian)定參(can)數變化引起附加(jia)管容中(zhong)質量變化對示(shi)值誤(wu)差(cha)的(de)影響(xiang)用式(6)計算:

　　假設(she)檢定(ding)過程中壓(ya)力變化±5kPa，溫(wen)度變(bian)化±0.2℃，對檢定結果(guo)的影響(xiang)見表3和表4。
　　檢定規程JJG1030［3］和(he)JJG1037［4］中規定對(dui)準确(que)度等(deng)級(ji)不低于(yu)1.0級的(de)流量計，在每個流量點的(de)每一次檢(jian)定過(guo)程中(zhong)，壓(ya)力波動(dong)應不超過(guo)±0.5%，檢定(ding)用氣(qi)體的溫度(du)變化(hua)應不超過(guo)±0.5℃。按此規定計算(suan)壓力(li)變(bian)化(hua)±30kPa、溫度(du)變化(hua)±0.5℃時(shi)，對檢定(ding)結果(guo)的影響見表5和(he)表6。
　　可(ke)見，工(gong)況參(can)數的穩定(ding)性對(dui)檢定結果(guo)有較大(da)的(de)影響(xiang)，尤其是小(xiao)流量(liang)點，因爲累(lei)積流(liu)量較(jiao)小，所以，影(ying)響更(geng)大，而且壓力或(huo)溫(wen)度變化(hua)爲檢定規(gui)程最大允許(xu)值(zhi)時将(jiang)産生不(bu)可(ke)忽略(lue)的影響(xiang)。
　　爲(wei)了保(bao)證檢定結果準确，除(chu)了保(bao)證在(zai)檢定(ding)過(guo)程中工(gong)況參(can)數處于穩(wen)定狀态外(wai)，在設計階(jie)段還應該(gai)考慮盡(jin)可(ke)能減(jian)小标準(zhun)流量計(ji)和被檢流(liu)量計之間(jian)的(de)管容，檢(jian)定過(guo)程中(zhong)需保(bao)證足(zu)夠(gou)長(zhang)的測(ce)量時間(jian)。



2.2工況參(can)數測(ce)量準(zhun)确性(xing)的影(ying)響
　　由式(4)可(ke)見，标準(zhun)流量計(ji)和被檢流(liu)量計處工況(kuang)參(can)數測(ce)量的準(zhun)确(que)性也(ye)會影(ying)響檢定結(jie)果。
　　爲了有(you)個定(ding)量的了(le)解，并且(qie)比較(jiao)不(bu)同流量點下(xia)相(xiang)同(tong)影響(xiang)因素對檢定結果的(de)影響(xiang)，仍以(yi)前面(mian)的(de)檢定數(shu)據爲例，分别從(cong)标準流量(liang)計壓(ya)力和(he)溫度、被檢(jian)流量(liang)計壓(ya)力和(he)溫度(du)、天然氣組(zu)分等方(fang)面定量分析測量結果(guo)準确性對檢定(ding)結果(guo)的(de)影(ying)響。在(zai)分析(xi)壓(ya)力(li)和溫(wen)度的影響過程(cheng)中，同時考(kao)慮壓(ya)力和溫(wen)度(du)測量(liang)結果準确(que)性對(dui)壓縮因子的影(ying)響。
2.2.15600m3/h流量點測量(liang)結果(guo)準确(que)性影(ying)響分(fen)析(xi)
　　在流量(liang)爲5600m3/h下，投(tou)用(yong)5台并(bing)聯安裝(zhuang)的标準(zhun)流量(liang)計，初(chu)始檢(jian)定結果如表1所(suo)示。
該流量點下(xia)标準(zhun)表(biao)或(huo)被檢(jian)表壓(ya)力(li)測(ce)量誤(wu)差5kPa或溫度(du)測量(liang)誤差0.2℃或組分中(zhong)C6+測量(liang)誤差(cha)0.02%後對(dui)流量(liang)計檢定結(jie)果的(de)影響(xiang)如表(biao)7所示(shi)。
　　從(cong)表中可(ke)以看出，多(duo)路标(biao)準表(biao)并(bing)聯情況(kuang)下，被檢(jian)表(biao)壓力(li)或溫(wen)度(du)的(de)偏差(cha)比其中一(yi)路标準表(biao)相同大小(xiao)的偏差(cha)帶(dai)來更(geng)大的示(shi)值(zhi)誤差(cha)的變化(hua)，而(er)天然(ran)氣組(zu)分偏差對(dui)示值誤差的變化影響(xiang)相對較(jiao)小。
2.2.2580m3/h流量點測量(liang)結果(guo)準确(que)性影(ying)響分(fen)析(xi)
在(zai)流量(liang)爲580m3/h下，投用1台标(biao)準流量計(ji)，初始(shi)檢定結果如表(biao)2所示。

　　該(gai)流(liu)量點(dian)下标(biao)準(zhun)表或被(bei)檢表壓力(li)測量誤差5kPa或溫度測(ce)量誤差0.2℃或(huo)組分(fen)中C6+測(ce)量誤(wu)差0.02%後(hou)對流量計檢定結果的影響如(ru)表8所(suo)示(shi)。
　　從表中可以(yi)看出(chu)，單路(lu)标準(zhun)表(biao)情(qing)況下(xia)，被檢表壓力或(huo)溫度的偏差與(yu)标準(zhun)表(biao)相同大(da)小的(de)偏差(cha)帶來大小近似但方(fang)向相反的示值誤差(cha)變化，而天(tian)然氣組(zu)分(fen)偏差對示值(zhi)誤差的(de)變化影響(xiang)仍然(ran)相對(dui)較小(xiao)。

3确保(bao)檢定結果(guo)準确(que)可靠(kao)的措施
　　從(cong)上面的分析和讨論可(ke)見，檢定(ding)過程(cheng)中工(gong)況參數不(bu)穩定(ding)或測(ce)量不準确(que)都會影響檢(jian)定(ding)結果(guo)的準确(que)性(xing)。标準流量(liang)計性能的(de)變化更是直接影響(xiang)檢定(ding)結果(guo)。爲确(que)保檢(jian)定結果準(zhun)确可靠，應(ying)采取一系(xi)列技(ji)術保(bao)證措施。
　　一(yi)是對标準(zhun)流量(liang)計及(ji)輔助(zhu)計量(liang)器具(ju)按照相應(ying)的檢(jian)定(ding)規程進(jin)行檢定(ding)和校準，并對(dui)測量結果(guo)進行修正。
　　二是對标(biao)準(zhun)流(liu)量計(ji)及輔助(zhu)計(ji)量器具的(de)測量結果(guo)進行核(he)查。對标(biao)準流(liu)量計(ji)采用(yong)實時核查(cha)方法(fa)，詳見(jian)下(xia)節;對輔(fu)助計量(liang)器(qi)具采用定(ding)期(qi)核查，并(bing)對出現(xian)偏差的(de)輔助(zhu)計(ji)量器具(ju)進行校準(zhun)。對于(yu)溫度(du)和壓力變(bian)送器可(ke)以(yi)采用(yong)标準(zhun)器進行核(he)查，也(ye)可(ke)以(yi)用其(qi)他變(bian)送器(qi)進行(hang)核查(cha);對于(yu)天然(ran)氣組(zu)分分(fen)析結(jie)果，采用不同色譜分析儀分析(xi)結果計算(suan)的壓(ya)縮因子或相對(dui)密度值(zhi)進(jin)行核查。
　　三(san)是加強對(dui)工況參數(shu)的監(jian)控和(he)調(diao)整，保證(zheng)檢定過程(cheng)中工(gong)況參(can)數(shu)穩(wen)定。
　　四(si)是每(mei)次(ci)檢定過(guo)程中(zhong)都(dou)要保證(zheng)有足夠長的檢(jian)定時(shi)間。
4幾種流(liu)量核(he)查(cha)方(fang)法的分析和讨(tao)論
　　在(zai)标準表法流量(liang)标準(zhun)裝(zhuang)置中，爲(wei)了監測标準流(liu)量計(ji)的性能，通(tong)常采(cai)用流(liu)量核(he)查技(ji)術，即(ji)在标(biao)準裝置中(zhong)安裝不同工(gong)作原理(li)的核(he)查(cha)标(biao)準流量計(ji)。一般采用(yong)渦輪流量(liang)計作爲标(biao)準流(liu)量計(ji)，用超聲流(liu)量計(ji)作爲核查标準(zhun)流量計(ji)。常(chang)用的流量核查方案(an)有如下(xia)幾(ji)種:即(ji)總量核查(cha)、一對(dui)一核查和對标準裝置(zhi)的(de)核查(cha)。
4.1标準(zhun)流量(liang)計總(zong)量核(he)查法(fa)
　　總量(liang)核查(cha)法是在并(bing)聯安裝(zhuang)的标準(zhun)流量計(ji)的彙管(guan)上遊(you)串聯(lian)安裝(zhuang)一台核查超聲(sheng)流量(liang)計(ji)CM，檢定用(yong)天然氣先(xian)流過(guo)核查(cha)超(chao)聲流量(liang)計，再流(liu)過(guo)标準(zhun)流量(liang)計MM和被檢(jian)流量計(ji)MUT，工作原理見(jian)圖2。

4.2标準流(liu)量計一對(dui)一核查法(fa)
　　一(yi)對(dui)一核(he)查法是在每一(yi)台标準(zhun)流(liu)量計(ji)的上遊都(dou)串聯安裝一(yi)台核查(cha)超聲流(liu)量(liang)計，檢(jian)定用(yong)天(tian)然(ran)氣先(xian)流過核查(cha)超聲(sheng)流量計，再流過(guo)标準(zhun)流量(liang)計和(he)被檢(jian)流(liu)量計，工(gong)作原(yuan)理見(jian)圖3。

4.3标(biao)準裝(zhuang)置核查法(fa)
　　标準(zhun)裝置核查法是(shi)在被(bei)檢流(liu)量計直管(guan)段的(de)上遊串聯安裝(zhuang)一台核查(cha)超聲流量(liang)計，檢定用(yong)天然氣先(xian)流過标準流(liu)量計，再(zai)流過核查(cha)超聲(sheng)流量(liang)計和被檢(jian)流量計(ji)。該(gai)方案(an)與總量核(he)查法(fa)或一對一核查(cha)法共(gong)同使(shi)用會(hui)更完(wan)善(shan)。工(gong)作原(yuan)理見(jian)圖4、圖(tu)5。

4.4分析(xi)和讨論(lun)
　　以(yi)上四(si)種流(liu)量(liang)核(he)查方(fang)案均可實(shi)現對标準流量(liang)計的(de)實時核(he)查(cha)，但又各具特色。
　　在圖(tu)2所示的标(biao)準流(liu)量計總(zong)量核查(cha)方案中，所用核查流(liu)量計和工(gong)藝閥門(men)等(deng)設備(bei)少，投(tou)資少(shao)，但對(dui)個别流量(liang)計的性能(neng)變化不能(neng)直接(jie)判别出來(lai)。
　　在圖(tu)3所(suo)示的标(biao)準流量計一對(dui)一核(he)查方案中(zhong)，所用核(he)查(cha)流量(liang)計和(he)工藝閥門(men)等設備(bei)多(duo)，投資大，但(dan)對個(ge)别流(liu)量計的(de)性(xing)能變化能直(zhi)接(jie)準确(que)地判别出(chu)來。
　　圖4和圖(tu)5所示的标(biao)準裝(zhuang)置(zhi)核(he)查方(fang)案除具(ju)有上述(shu)兩種核(he)查(cha)方案(an)的特(te)點(dian)外，還具(ju)有更多(duo)的(de)優點(dian):
一是(shi)實現了對(dui)整體标準裝置(zhi)的核(he)查，包含了(le)工藝系統(tong)的影響，如标準(zhun)流量(liang)計至被(bei)檢(jian)流量(liang)計間(jian)的(de)因閥門(men)關閉(bi)不嚴(yan)可能(neng)産生(sheng)的(de)分流或(huo)彙流的影(ying)響。
二(er)是可(ke)以有(you)效監(jian)視檢(jian)定工作參數是(shi)否穩(wen)定。由(you)式(5)和(he)式(6)可見，工況參(can)數變(bian)化的(de)影響與(yu)标(biao)準流(liu)量計(ji)、被(bei)檢流量(liang)計或核查(cha)流量(liang)計間的(de)管(guan)容成(cheng)正比，而圖(tu)4和圖(tu)5所示方案的管(guan)容遠(yuan)遠大(da)于圖(tu)2和圖(tu)3方案中的(de)管容，所以(yi)，可以更有(you)效地監視(shi)檢定(ding)工況參數的變(bian)化。
三(san)是對(dui)核查(cha)流量(liang)計與(yu)被檢(jian)流量計示(shi)值誤(wu)差(cha)計(ji)算所用的(de)标準(zhun)流量(liang)計參(can)數相(xiang)同，算法相(xiang)同，核查流(liu)量計與被(bei)檢流量計處的工況(kuang)參數相近(jin)，所以(yi)可對(dui)被檢(jian)流量(liang)計結果(guo)進行更準确的(de)判斷。
5結(jie)束語(yu)
　　對(dui)天然氣(qi)長輸(shu)管(guan)道(dao)上安(an)裝的流量(liang)計檢(jian)定時(shi)應嚴格控(kong)制工(gong)況參(can)數的穩定(ding)性。保(bao)證天(tian)然氣(qi)流量(liang)計檢(jian)定結果(guo)準确可(ke)靠的前提(ti)條件(jian)是流量标準裝(zhuang)置測(ce)量的量值是準(zhun)确的，工藝(yi)設備(bei)是完好的(de)，操作(zuo)條件(jian)是穩(wen)定的。除(chu)了要制定完善的(de)管理(li)辦法，采取(qu)有效(xiao)的技術措施外(wai)，增加流量(liang)在線(xian)實時核(he)查技術(shu)是保證檢(jian)定數(shu)據準(zhun)确、檢定結(jie)論判斷(duan)正(zheng)确的(de)有效措施。

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