摘　要：天然氣孔闆(pǎn)流量計 的現場檢(jiǎn)定,采用以文丘裏(lǐ)音速噴嘴作爲标(biao)準表的傳遞👅型校(xiao)準法。計量站場節(jie)流裝置在周期性(xìng)的維護過程🔴中,則(zé)需要對其☁️孔闆、測(cè)量管直度和圓度(du)進行幾何檢定。介(jiè)紹了現場檢定孔(kǒng)闆流量計的原理(lǐ),工藝流程、檢定方(fāng)程式,對孔✔️闆流量(liang)計進行系統🧑🏾‍🤝‍🧑🏼仲裁(cái)的檢定方法,以及(ji)在現場實際條件(jian)下如何對标準孔(kong)闆及測量管進行(hang)必要🏃‍♀️的幾何檢驗(yan)内容、使用的器具(ju)及其操作方法🐕。
現(xiàn)場系數檢定與仲(zhòng)裁
　　現場檢定方法(fa)系指标準表比較(jiào)法或稱爲傳遞型(xíng)校準法。傳遞校準(zhǔn)的原理在于對照(zhao)一台(或一組)已💋知(zhī)精✨度的标準🏃‍♀️表來(lai)⛷️校準(或稱檢定)另(ling)一台工作儀表。在(zài)現場操作條件下(xià)使用标👉準表時🛀,爲(wei)保證不使脈動流(liú)或旋轉流送到試(shì)驗段導緻不精确(que)的檢定結果,必須(xū)創🎯造較理想的流(liú)動條件和操作條(tiao)件。
目前國際上作(zuò)現場在線檢定用(yòng)的傳遞标準大多(duo)采用文丘裏音速(su)噴嘴,其次是 标準(zhǔn)渦輪流量計 。在特(tè)定的條件下(例如(rú)在實驗室條件下(xia)且采用Mt或PVTt法),對上(shang)述兩種标準表進(jin)行檢定,最高精度(dù)至少可達±0.25%。
1.文丘裏(li)音速噴嘴标準表(biao)
　　音速噴嘴爲固定(ding)式的(定流量)流量(liàng)儀表,對于一台💰具(jù)有給定的喉部直(zhi)徑的音速噴嘴的(de)這種儀表在✏️一個(ge)特定的壓♉力下⚽将(jiāng)給👌出一個并且隻(zhī)給出一個流量。因(yin)此,爲了得到 孔闆(pǎn)流量計 在操作範(fan)圍内的精度曲線(xiàn),必須使用幾個(一(yī)組)不同喉部尺寸(cùn)的噴嘴,才能對孔(kong)闆流量計進行操(cāo)作範圍内的檢定(ding)(例如儀表滿量程(cheng)的20%～80%)。
2.現場檢定孔闆(pan)流量計
(1)檢定孔闆(pǎn)流出系數C
　　檢定原(yuan)理:假設被校準的(de)單台孔闆流量計(jì)容量較大🌏,需用數(shù)個噴嘴并聯組合(hé)才能對它進行檢(jian)定。根🏃🏻據流體力學(xue)連續性💞定理,在某(mou)一時間内通過噴(pen)嘴總的流量,同時(shí)也等于通過位于(yu)它上遊的一台大(da)容量的孔闆流量(liang)計的流量。
在線檢(jiǎn)定流程:檢定流程(chéng)如圖1所示。

注:1.調壓(yā)閥;2.4、5、6、7、10截止閥;3.孔闆;8.整(zheng)流器;9.音速噴嘴組(zu)合系統
檢定孔闆(pan)流出系數的檢定(ding)方程式:

式中:C爲被(bèi)檢孔闆流量計實(shí)際标定的流出系(xì)數;
Cdi爲第i個噴嘴的(de)流出系數;
C*i爲第i個(ge)噴嘴的臨界流函(hán)數;
A*i爲第i個噴嘴的(de)喉截面積,mm;
poi爲第i個(gè)噴嘴前的滞止絕(jue)對壓力,MPa;
Toi爲第i個噴(pēn)嘴前的滞止熱力(li)學溫度,K;
n爲音速噴(pēn)嘴的支數;
pb爲标準(zhun)狀态下的絕對壓(ya)力
　　　　(pb=0.101325MPa);
Tb爲标準狀态下(xià)的熱力學溫度
　(Tb=293.15K);
Zb爲(wèi)标準狀态下天然(ran)氣壓縮因子;
R爲氣(qi)體常數;
As爲秒計量(liang)系數(As=3.1794×10-6);
E爲漸近速度(dù)系數;
d爲孔闆開孔(kong)直徑,mm;
FG爲相對密度(dù)系數;
ε爲可膨脹性(xing)系數;
FT爲流動溫度(du)系數;
FZ爲超壓縮因(yin)子;
p1爲孔闆上遊側(cè)取壓孔處氣流絕(jué)對靜壓,MPa;
Δp爲氣流流(liú)經孔闆時産生的(de)差壓,Pa。
如果檢定的(de)是新孔闆,則使用(yòng)時應按标定出的(de)流出系數C值參加(jiā)流量計算;
如果标(biao)定的是舊孔闆,則(ze)應求出流出系數(shu)的誤差,然♊後對流(liu)量進行修正。
(2)對孔(kong)闆流量計進行系(xì)統仲裁檢定
　　檢定(ding)原理和工藝流程(cheng):
1)在線檢定時,應保(bǎo)證與原來工況條(tiáo)件盡量相同,即裝(zhuang)置本身不⛷️得有調(diao)修、更換、清洗;必須(xū)使用原來的二次(cì)儀表,直管段等❌。
2)檢(jiǎn)定時,試驗壓力應(yīng)調節到和原來工(gōng)作時的壓力🈲相同(tong)💃。
3)選擇音速噴嘴的(de)容量和調整組合(hé)數,使檢定的流量(liang)和原來使用時的(de)流量範圍相一緻(zhì),在該流量範圍内(nèi)至少檢定4～6個流量(liàng)點(包括最大流量(liàng)和最小流量)。在每(mei)個流量點上至少(shǎo)運行15～30min以上。然後,根(gēn)據原來計算方法(fǎ)和工具:包括公式(shì)、系數圖表等計算(suan)出在此時間内通(tong)過節流裝置的流(liú)量,即流🐪量計示值(zhí)Q示⛱️。
4)在試驗的同時(shi)間内,記錄噴嘴的(de)上遊滞止壓力po和(hé)滞止😄溫度To,并按下(xià)式計算出它的體(tǐ)積流量:

式中:Qb爲根(gen)據标準表計算出(chu)的t時間内的天然(ran)氣标準流量📧,m3;
Zb爲天(tiān)然氣在标準狀态(tài)下(0.101325MPa,293.15K)的壓縮因子;
pb爲(wei)标準狀态下的絕(jue)對壓力,pb=0.101325MPa;
Tb爲标準狀(zhuang)态下的熱力學溫(wēn)度,Tb=293.15K;
t爲在某一檢定(ding)點,節流裝置試驗(yan)時間。
5)在各個流量(liàng)點上,差壓流量計(jì)的示值誤差按下(xia)式計算:

現場檢定(dìng)節流裝置———幾何檢(jian)驗法
1.幾何檢驗法(fa)說明
(1)鑒于現場的(de)實際條件(環境條(tiáo)件、檢驗設備及人(rén)員專業水平),該處(chu)僅涉及計量站場(chǎng)對節流裝置在周(zhou)期性的維護過程(cheng)中🌂所需要重點檢(jiǎn)驗的幾個技術指(zhi)标。未涉及的其它(ta)幾何尺寸指标應(ying)在投入現場使用(yong)前由廠家出廠‼️檢(jiǎn)驗确定。運抵現場(chang)後,由使用者對照(zhao)說明書按标準要(yào)求和安裝單位共(gòng)同驗收。
(2)幾何尺寸(cùn)檢驗的技術要求(qiú)應符合JJG—94 差壓式流(liú)量計 檢定規程和(hé)SY/T6143—1996天然氣流量的标(biāo)準孔闆反計量方(fāng)法标準中所規定(ding)的各項指标。
(3)現場(chang)檢定幾何尺寸的(de)基本測量手段必(bi)須具備有:遊💋标卡(kǎ)💃🏻尺、内徑千分尺、鋼(gāng)闆尺、鋼卷尺、塞規(guī)、表面粗糙度比較(jiào)✍️樣塊、放大鏡等。用(yong)以檢驗的量具或(huò)儀器應具有🤟有效(xiao)的合格證書。其測(ce)量誤差👈應在被測(ce)量的允許誤差的(de)1/3以内。站場最好✏️配(pei)備專職(或兼職)的(de)檢驗者,以保證檢(jian)驗結果的可信度(du)。
2.孔闆檢驗
(1)外觀檢(jiǎn)查
　　檢查孔闆上遊(yóu)端面、圓筒形部分(fen)及入口邊緣不應(ying)有髒污、積㊙️塵、腐蝕(shí)、明顯損傷及變形(xíng)現象。
(2)量具檢驗
平(ping)面度檢驗:用遊标(biao)卡尺或鋼闆尺的(de)棱面分别緊靠孔(kong)闆上、下遊端面,在(zài)大緻垂直的兩個(ge)方位上,估計透光(guang)的最大縫隙寬度(du)㊙️(用塞規檢驗),其值(zhi)與計量管内徑的(de)比值應小于0.5%。
上遊(you)面及開孔圓筒形(xing)表面的粗糙度檢(jian)驗:以樣塊(最好用(yong)🥰于被檢孔闆相同(tóng)材料做成的樣塊(kuai))工作面的表☔面粗(cū)糙度爲标準,與🏃‍♀️孔(kong)闆上遊面及圓筒(tong)形表面進行比較(jiào),從而以視覺(可借(jie)助放大鏡)判斷上(shàng)述表面的粗糙度(dù)Ra是否達到标準規(gui)定的要求(Ra≤10-4d),有疑議(yì)時,可送檢有關計(ji)量部門用表面粗(cu)糙度測量儀實測(ce)Ra。
孔闆開孔直角入(ru)口邊緣檢驗:①前面(miàn)用目測法檢查📱時(shí),入口邊緣應無卷(juan)邊和毛刺,亦無肉(rou)眼可見的異🚩常(如(rú)缺口等)。或用觸覺(jiào),即用指甲刮檢入(ru)口時應很鋒利尖(jian)銳(憑經✍️驗)。②用反射(she)光法檢查時📐:當d≥25mm用(yong)2倍放大鏡将孔闆(pan)傾斜45°,使日光和人(ren)工光源射向直角(jiao)入口邊緣;當d<25mm時,用(yòng)4倍放大鏡觀察邊(bian)緣應無🔅反射光。
上(shang)述方法有疑議時(shi),應送檢有關計量(liàng)部門用模鑄法實(shí)測入口邊緣圓弧(hu)倒角半徑rk**,其值應(ying)滿足rk≤±0.0004d(應注意下遊(yóu)出口邊緣亦不允(yǔn)許有明顯缺陷)。
孔(kong)闆開孔直徑d的檢(jian)驗:使用遊标卡尺(chi)在圓筒形部分以(yǐ)☔大緻相🌍等角度的(de)四個方位測量,其(qí)結果的算術平🌈均(jun)值作爲現場實測(cè)孔徑值。
其平均值(zhi):

式中:di爲第i次測量(liang)的d值;
d爲孔闆開孔(kong)直徑平均值;
n爲測(ce)量次數。
　　開孔直徑(jìng)相對誤差按式(5)計(jì)算:

任意一個直徑(jìng)di與直徑平均值d之(zhī)差不應大于平均(jun)值的±0.05%。

式中:Erd爲d的重(zhòng)複性,可按式(7)計算(suan);
Esd爲測量d的量具的(de)準确度

式中:ta爲置(zhì)信概率爲95%時的t分(fèn)布系數。
測量管直(zhí)度和圓度檢驗
1.目(mu)測檢查
　　測量管的(de)直度在現場僅需(xū)目測,目測是直的(de)則被認爲滿足直(zhi)度要求。在投入運(yùn)行前還應對照出(chū)廠說明書以鋼卷(juàn)尺量其測量管長(zhǎng)度是否滿足最小(xiǎo)‼️直管段✏️長度要求(qiu)。目測測量管圓度(dù)時,如果端面圓⭐截(jié)面呈明顯的橢圓(yuán)形狀,則必須更換(huàn)測量管。測量管内(nei)壁不允許有可見(jian)的焊疤、台階、坑凹(āo)和污物,否🈲則必須(xū)打磨、填補和清洗(xǐ)幹淨。
2.量具檢驗
　　測(ce)量管圓度按下面(mian)方法進行檢驗:用(yong)内徑千分尺在孔(kong)闆💞上下遊側距取(qǔ)壓孔軸向長度上(shang)各爲0.5D的範圍内實(shí)測。實測⛱️結果🌈,其測(ce)量管内圓柱表面(mian)圓度公差應滿足(zu)以下💋要求。
(1)在離孔(kong)闆上遊端面(裝有(you)夾緊環時,應在夾(jia)緊環前緣❌)0D、0.5D及0D至😍0.5D之(zhi)間的上遊直管段(duàn)上取三個與管道(dao)軸線垂直❗的截面(mian),在每個截面上,以(yi)大緻相等的角距(jù)取4個内徑的單測(ce)值,共得👉12個單測值(zhi),并求🌈其算術平均(jun)值。任一單測值與(yǔ)平🌈均值比較,其偏(piān)差不♋得大于±0.3%。
(2)在離(lí)孔闆上遊端面0D至(zhi)2D之間的下遊直管(guan)段上與管道🚶‍♀️軸✂️線(xiàn)垂直的一個截面(mian)上,以大緻相等的(de)角距取4個直徑單(dan)測值👨‍❤️‍👨。任一單測值(zhí)與孔闆上遊側按(àn)a條規定方法👈得到(dao)的♉平均測量管内(nèi)徑D值比較,其偏差(chà)不得大于±3%。
(3)測量管(guǎn)内徑D的平均值按(àn)類同式(4)計算,直徑(jing)百分誤差按類同(tóng)式(5)計算。

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