摘要:爲确保(bao)高壓天然氣(qi)流量計 在檢(jiǎn)定周期性能(neng)的穩定可靠(kao)，需要定期對(dui)在用流量計(jì)進⚽行💃核🚶查測(ce)試，使用中檢(jian)驗隻能作爲(wèi)一種輔助手(shou)段确認流量(liang)計的工作狀(zhuang)态，但無法确(que)認流量🍓計精(jing)度🛀是否發生(sheng)變化，在線比(bi)對受現場條(tiáo)件限制㊙️實時(shi)較爲困難，文(wén)章🌈從比對流(liú)量計選型、軟(ruan)件配備❌、實施(shi)方法幾🌐個方(fang)面結合現場(chǎng)實際，提🏃出一(yi)種可适用現(xian)場的在線實(shí)流比對方法(fǎ)。
1概述
　　随着天(tian)然氣工業的(de)發展，天然氣(qi)貿易量與日(ri)俱增，經濟全(quán)球化的推進(jìn)，我國天然氣(qì)貿易交接計(jì)量越來越多(duo)，天然氣🈲計量(liàng)⛱️的準确可靠(kao)性愈來愈受(shou)到關注，已關(guan)系到國計民(min)生。天然氣易(yi)燃、易爆、可壓(ya)縮、組分複雜(zá)等特性，導緻(zhi)天然氣計量(liang)成爲全球計(jì)量學✔️領域中(zhōng)的難點，爲了(le)提高天然氣(qi)計量正确率(lǜ)，确保計量準(zhǔn)确可靠，按照(zhao)《計量法》要求(qiu)需定期對天(tian)🔞然氣流量計(ji)進行檢定和(hé)校準［1－2］，确保流(liú)量計的準确(que)可靠。
　　按照流(liu)量計檢定規(guī)程［3－4］的要求，現(xiàn)場在用的流(liu)量計檢定周(zhōu)期一般爲2年(nian)，由于流量計(jì)使用條件較(jiào)爲複雜，影響(xiǎng)流🈲量計的因(yīn)🏃素多，在檢定(ding)周期内流量(liàng)計的性能可(kě)能會發生變(bian)化，影響買賣(mài)雙方貿易計(jì)量的公平，所(suǒ)以需要定期(qī)♉對檢定周期(qi)内的流量計(ji)進行㊙️在線核(hé)查，确認流量(liàng)計工作性能(néng)及精度，目前(qián)主要核查方(fang)式有超聲流(liú)量計的使✨用(yòng)中檢驗和流(liu)量計比對。
2流(liú)量計在線核(hé)查方案分析(xi)
2.1利用超聲流(liú)量計診斷軟(ruǎn)件進行使用(yòng)中檢驗
　　随着(zhe) 超聲流量計(ji) 計量技術的(de)不斷發展，目(mù)前在用超聲(sheng)流量計的廠(chǎng)家均配備使(shi)用中檢驗的(de)配套軟件，按(àn)照國家标準(zhun)GB/T30500—2014《氣體超聲流(liú)量計使用中(zhong)檢驗聲速檢(jiǎn)驗法》［5］對超聲(sheng)♉流量計的聲(shēng)速🐕、信号質量(liang)、增益、信噪比(bi)、流速系數5個(gè)🌂參數進行診(zhěn)斷，通過這些(xie)參數的監測(cè)，可分析流量(liang)計的性能，确(que)認流量計的(de)工作狀态。這(zhe)🏒些參數的組(zǔ)🚩合可作爲形(xing)成專用監測(cè)系統的基礎(chu)。有關自診斷(duàn)信息分析方(fāng)法的示例如(rú)表1所示。

　　流量計的(de)使用中檢驗(yàn)可分析流量(liàng)計的工作狀(zhuang)态，确保在用(yòng)🔴流量計的性(xìng)能正常，但是(shì)，流量計的各(gè)項分析參數(shù)✉️正常并不能(néng)确✏️認計量的(de)精度一定好(hǎo)，僅能作爲🛀一(yi)種輔助手段(duàn)進行參🚶‍♀️考，同(tong)時由于 渦輪(lún)流量計 是機(ji)械原件，無法(fa)對渦輪流量(liang)計進行診斷(duàn)，進而判斷渦(wo)輪流☂️量計的(de)性能。
2.2通過流(liu)量計比對方(fang)法進行核查(cha)
　　流量計比對(dui)是選用2台流(liu)量計串聯安(ān)裝或者通過(guò)流程切⭐換使(shi)❗2台流量計串(chuan)聯的方式進(jìn)行測試，比較(jiào)2台流☂️量計相(xiang)同時間段内(nei)的累計流量(liàng)值，進而分析(xi)流量計的計(ji)量性能，如圖(tu)1所示。
通過定(ding)期比較2台流(liu)量計流量偏(pian)差，确保在檢(jian)定周期内流(liu)量♻️計的偏差(chà)在檢定規程(chéng)允許的範圍(wei)内，該種方🐕法(fǎ)可使用所有(you)類型流量計(ji)，較使用中檢(jiǎn)驗可更直接(jie)反映流量計(ji)計🌈量的正确(que)率。
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3流量計在(zài)線比對核查(cha)技術路線
　　流(liú)量計在線比(bǐ)對較使用中(zhōng)檢驗有較大(dà)的優勢，但是(shi)受現🌈場流程(cheng)條件限制，實(shí)施起來難度(du)較大。流量計(ji)對上下遊直(zhi)管段要求較(jiào)爲嚴格，由于(yu)大多數場站(zhan)的設計局限(xian)，現場無法再(zài)串聯安裝🌂1台(tái)流量計，同時(shí)反複的拆裝(zhuang)也會影響現(xian)場實際生産(chan)💚供氣，需要✏️投(tóu)入大量的人(rén)力物力，爲🆚了(le)解決這一🤩技(jì)術難題，可🚶‍♀️通(tong)過以下技術(shu)路線進行流(liú)量計比對。
3.1比(bi)對流量計的(de)選取
　　通過不(bu)同類型流量(liàng)計的性能分(fèn)析，可選用一(yi)台便🚶于安裝(zhuang)，不👣需要拆裝(zhuāng)直管段的外(wai)夾式超聲流(liu)量計作爲比(bi)對參考流量(liang)❤️計，如圖2所示(shì)。圖2所示。

　　 外(wài)夾式超聲流(liu)量計 是一種(zhǒng)将換能器固(gu)定在流體管(guǎn)道外，聲波傳(chuán)播的路徑透(tou)過流體管道(dao)壁的流量計(jì)，具有以下技(ji)術特點:①安裝(zhuang)便捷且成本(běn)低;②獨立測量(liàng)，不依賴流體(ti)的傳導性和(he)壓力;③無🤞壓損(sun)，無㊙️洩漏;④可對(duì)現有設備回(huí)顧安🙇🏻裝;⑤無需(xu)切斷管道，不(bú)用中斷生産(chan)，不用停止設(she)備;⑥不與介質(zhi)接觸;⑦精度較(jiào)低，長期穩定(dìng)性較差，受安(an)裝條✍️件影響(xiǎng)大。
3.2流量計比(bǐ)對方法
　　外夾(jiá)式超聲流量(liang)計較适合現(xian)場工藝條件(jian)，但是精度和(hé)穩定性較差(cha)，外夾式流量(liàng)計的測量值(zhí)無法作爲參(can)考值，但可利(li)用外夾式流(liu)量計短期穩(wěn)定性較好進(jin)行流量計之(zhi)間比對。現場(chang)計量工藝流(liú)程如圖🔞3所示(shi)，由多🍓條計量(liang)支路并聯組(zu)🤟成計量橇，但(dan)各計量支路(lù)無法通🧡過流(liú)程切換♈實現(xiàn)串聯安裝，可(kě)通過在計量(liang)橇上遊☁️選一(yi)直管段安裝(zhuāng)外夾式流量(liàng)計，通過每條(tiáo)支路與外夾(jiá)式流量計的(de)偏差🔴，計算各(gè)計量支路之(zhī)間的偏差。


式中:E1爲計(jì)量支路1與外(wai)夾式流量計(jì)的偏差;Q1爲計(ji)量⁉️支路1的流(liu)量值;Qwai爲外夾(jiá)式流量計的(de)流量值。

式中(zhōng):E2爲計量支路(lù)2與外夾式流(liu)量計的偏差(cha);Q2爲計量支路(lu)2的流量值。

式(shì)中:E3爲計量支(zhī)路2與計量支(zhi)路1的偏差。
同(tong)理可得出其(qi)他支路之間(jiān)的偏差值。
3.3比(bi)對方法的實(shí)施
(1)流量計檢(jiǎn)定完成現場(chang)安裝後錄取(qǔ)第1次數據，第(di)一次數據作(zuo)爲參考值，每(měi)隔一段時間(jian)做一下測試(shi)，測試結果與(yǔ)第1次⁉️測試結(jie)果進行比對(dui)，分析流量計(jì)計量的穩定(ding)性的變化，确(què)認流量計的(de)計量性能，确(que)保貿易計量(liang)🙇🏻交接的準确(que)可靠。
(2)第1次的(de)測試結果，需(xū)要對2台流量(liang)計測試結果(guǒ)的偏差與🈲合(hé)成不确定度(du)進行比較，分(fèn)析流量計的(de)精度。
3.4數據的(de)采集系統
3.4.1數(shù)據采集系統(tong)實現以下功(gong)能
　　可實現實(shi)時采集2台流(liu)量計及配套(tao)溫度、壓力儀(yi)表信号，并進(jìn)行流量、溫度(du)和壓力補償(cháng)計算，存儲數(shù)據，生成報告(gào)等功能。
主要(yào)設備應包括(kuò):數據采集計(ji)算機、MPU、輸入模(mo)塊、脈沖🐇/頻率(lü)信号采集卡(ka)、計時模塊、通(tong)信模塊、脈沖(chòng)信号隔離放(fang)大器、浪湧保(bao)護器等🛀🏻組成(chéng)。
3.4.2數據采集系(xì)統軟件要求(qiu)
(1)物性參數計(jì)算
　　天然氣工(gong)作條件下的(de)壓縮因子使(shǐ)用AGARe-portNo.8［6］規定的方(fang)法計算，數據(jù)采集軟件内(nei)自帶壓縮因(yīn)子計算模塊(kuài)，可手動輸入(rù)溫度、壓力和(hé)組⭐分獲取壓(ya)縮因子計算(suàn)結果用于驗(yan)證數據采集(jí)模塊計算結(jié)果的可靠性(xing)。
(2)流量計算
　　渦(wo)輪流量計瞬(shùn)時流量計算(suan)使用GB/T21391［7］或ISO9951［8］規定(dìng)的方法計算(suàn)，修正因子🏃‍♀️(誤(wu)差)和流量關(guan)系式使用多(duo)點插值修🔞正(zhèng)方法.
　　超聲流(liu)量計瞬時流(liú)量計算使用(yòng)GB/T18604［9］或AGANo.9［10］或ISO17089［11］規定的(de)方法計算，修(xiu)正🏃🏻‍♂️因子(誤差(cha))和流量關系(xi)式使用多點(dian)插值修正方(fang)法。
(3)信号采集(ji)方式
　　脈沖/頻(pin)率、溫度、壓力(lì)信号的采集(ji)均采用累積(jī)量，采取🚶‍♀️相同(tóng)時🐆間段内的(de)累計流量值(zhí)，避免由于瞬(shùn)時值波動引(yǐn)入🏃較大的誤(wù)☀️差。
4實際應用(yong)
　　以某管道公(gōng)司貿易計量(liàng)交接站爲例(li)進行實際應(yīng)✨用分析，該站(zhan)計量橇選用(yòng)3條DN200的計量支(zhi)路，流量計信(xin)息如表2所示(shi)，比對流量計(jì)選用外夾式(shì)超聲流量計(ji)，安裝于DN200的直(zhí)管段。

　　按照上(shàng)文所說方法(fa)進行測試，測(ce)試流量點爲(wèi)1500m3/h，按照式(1)～式(3)進(jìn)行計🈲算，測試(shi)結果如表3所(suo)示。

通過測試(shì)結果可分析(xī):
(1)3台流量計檢(jiǎn)定完成後首(shou)次比對結果(guo)符合規範要(yào)求，流量計安(ān)裝完成後性(xìng)能良好。
(2)3台流(liú)量計在檢定(dìng)周期内相互(hù)之間偏差的(de)變化值均小(xiǎo)于0.7%，符合标準(zhun)要求，證明3台(tái)流量計的穩(wěn)定性能♈較好(hao)。
5結束語
(1)在對(dui)貿易計量交(jiāo)接站設計時(shi)，可增加計量(liàng)橇的對比流(liu)程，實現定期(qī)對在用貿易(yì)計量流量計(jì)進行實流在(zai)線比對，确保(bǎo)流量計計量(liàng)性能良好［12－13］。
(2)在(zài)不具備在線(xiàn)實流比對工(gong)藝流程的場(chǎng)站可選用外(wai)夾式超💃🏻聲流(liú)量計作爲傳(chuán)遞值對計量(liàng)橇各支路進(jin)行比對，确認(ren)😘流量計的計(ji)量性能。
(3)對于(yu)超聲流量計(ji)需要定期進(jìn)行使用中檢(jian)驗，對于性能(néng)參數異常的(de)流量計需要(yao)及時處理，必(bi)要時重新送(song)檢，确保現場(chang)計量結果的(de)準确可靠。
(4)利(lì)用外夾式超(chao)聲流量計進(jin)行比對的方(fāng)法可用于🍓各(gè)🏃🏻‍♂️管道公司計(ji)量輸差的查(chá)找及控制，提(ti)高計量管理(lǐ)水平，維🏃護公(gōng)司利益。

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