摘要：以标準表(biǎo)法流量标準裝(zhuang)置爲例，首先介(jie)紹了天然氣流(liú)量計 檢定的原(yuán)理，然後對檢定(dìng)工況參數不穩(wěn)定或工況參🧡數(shu)測🔴量♋不準确對(duì)檢定結果的影(yǐng)響進行定性和(he)定量計算🌈分析(xi)，最後對保證流(liú)量計檢定結果(guǒ)準确可靠的💰措(cuo)施及多種不同(tong)工藝的流量核(he)查方案進行研(yan)究和讨論。實踐(jiàn)證明，流量核查(cha)技術的應用是(shì)保證流量計檢(jiǎn)定結果準确可(ke)靠的有♻️效措施(shī)。
0引言
　　天然氣流(liú)量計實流檢定(dìng)是一個多參數(shù)組合測量過☔程(cheng)，影響檢定數據(jù)準确性的因素(su)較多。檢定工況(kuang)參數不穩定，參(can)數測量結果不(bu)準确，标準流量(liàng)計的性能發生(sheng)變化等都會影(yǐng)響檢定結果的(de)準确性和可靠(kao)性。要🆚準确開展(zhan)⛹🏻‍♀️天然氣流量計(jì)量，必💃須對這些(xie)影響因素進行(háng)充分的研究和(he)分析，并采取必(bi)要的🏃技術措施(shi)。
1流量計檢定的(de)原理
　　采用标準(zhǔn)表法流量标準(zhǔn)裝置檢定流量(liàng)計依據的是流(liu)體📞流動的連續(xu)性原理，即質量(liàng)守恒原理［1］，如圖(tu)1所示。

　　标準流量(liang)計MM和被檢流量(liàng)計MUT用管道連接(jiē)，在測試時間内(nèi)，流入🥵标準流量(liàng)計MM的質量流量(liang)爲m1，流入被檢流(liú)量計MUT的質㊙️量流(liu)量爲m2，标準流量(liang)計和被檢流量(liang)計間管容内♈質(zhì)量變化量爲Δm，則(ze):
m1=m2+Δm(1)
當流動達到穩(wen)定狀态時，Δm=0，所以(yi)
m1=m2(2)
　　亦即天然氣流(liu)量計的檢定是(shi)在穩定條件下(xia)使天然氣連續(xù)⁉️流過标準流量(liàng)計和被檢流量(liang)計，記錄在相同(tóng)🌈時間間隔内标(biāo)準流量計和被(bèi)檢流量計的測(ce)量值，通過計算(suan)被檢流量計的(de)示值誤差和重(zhòng)複性等計量性(xing)能參數，來判斷(duan)流量計檢定是(shì)否合格［2］。
流量計(jì)示值誤差可用(yòng)式(3)和式(4)計算:

　　式(shì)中:E爲被檢流量(liàng)計的相對示值(zhí)誤差，%;Qm爲被檢流(liú)量計的累積流(liu)量，m3;Qs，m爲标準流量(liàng)計的累積流量(liang)換算到被檢流(liu)量計處工況💘條(tiáo)件下的流量值(zhí)，m3;Qs，s爲标準流量計(jì)的累積流量，m3;p爲(wèi)天然氣的壓力(lì)，MPa;T爲天然氣的溫(wēn)度，K;Z爲天然氣的(de)壓縮因子。下标(biao)s表示标準流量(liàng)計處的🐉參數，下(xia)标m表示被檢流(liu)量計處的參數(shu)。
2影響檢定結果(guo)的因素分析
2.1工(gong)況參數穩定性(xìng)的影響
　　由式(1)可(kě)見，當檢定過程(chéng)中工況參數不(bú)穩定時，m1≠m2，亦即流(liu)過标準💋流量計(jì)和被檢流量計(ji)的量值不一緻(zhì)，此時用式(3)計算(suàn)得的示值誤差(cha)不能準确地反(fǎn)映流量計的真(zhen)實特性。
　　由于在(zai)一次檢定過程(chéng)中天然氣組分(fèn)變化不大，所以(yǐ)✌️，此處🔞隻⛹🏻‍♀️考♌慮壓(yā)力和溫度變化(hua)的影響。根據狀(zhuàng)态方程，管容内(nèi)天然氣的質量(liang)變化量可用式(shì)(5)計算。

　　式中:p爲管(guǎn)容内天然氣壓(yā)力，Pa;V爲管容，m3;M爲天(tiān)然氣摩爾質量(liang)，kg·kmol－1;Z爲☀️管容内天然(ran)氣的壓縮因子(zi);Ｒ爲通用氣體常(chang)數，J/(mol·K);T爲管容🏃🏻内天(tian)然氣溫度，K。
　　以一(yī)組實際檢定數(shu)據爲例，分别給(gěi)出壓力和溫度(du)變化對🍓流量計(jì)檢定結果的影(ying)響。
　　檢定一台DN250流(liú)量計，每次檢定(dìng)時間爲60s;在流量(liàng)爲5600m3/h下，使用5台并(bing)聯安裝的标準(zhǔn)流量計，在流量(liàng)爲580m3/h下，使用1台☂️标(biao)準♋流量計，初始(shi)檢定結果如表(biao)1和表2所示。該标(biāo)準✔️表與被檢表(biao)之間管道的容(rong)積爲9.778m3，累積質量(liàng)分别爲4451.96kg和466.18kg。

檢定(dìng)參數變化引起(qǐ)附加管容中質(zhi)量變化對示值(zhi)🚶‍♀️誤差的影響用(yòng)式(6)計算:

　　假設檢(jian)定過程中壓力(lì)變化±5kPa，溫度變化(huà)±0.2℃，對檢定結果的(de)影💛響見💃表3和表(biǎo)4。
　　檢定規程JJG1030［3］和JJG1037［4］中(zhong)規定對準确度(dù)等級不低于1.0級(ji)的流量計，在每(mei)個流量點的每(měi)一次檢定過程(chéng)中，壓力波💋動應(ying)不超☔過±0.5%，檢定用(yòng)氣體的溫度變(biàn)化應不超過±0.5℃。按(àn)此規定計算壓(ya)力變化±30kPa、溫度變(biàn)化±0.5℃時，對檢定結(jie)果的影響見表(biǎo)5和表6。
　　可見，工況(kuang)參數的穩定性(xìng)對檢定結果有(yǒu)較大的影響，尤(you)其是小流量點(dian)，因爲累積流量(liàng)較小，所以，影響(xiǎng)更大，而且🔞壓力(lì)或溫度變化爲(wei)檢定規程最大(dà)允許值時将産(chan)生不可忽略的(de)影響⭐。
　　爲了保證(zheng)檢定結果準确(què)，除了保證在檢(jian)定過程中工況(kuàng)🌈參數處于穩定(ding)狀态外，在設計(jì)階段還應該考(kǎo)慮盡💃可能減小(xiao)标準流量計和(hé)被檢流量計之(zhī)間的管容，檢定(dìng)過程中需保🤟證(zheng)足夠♈長的測量(liàng)時間。



2.2工況參數(shu)測量準确性的(de)影響
　　由式(4)可見(jiàn)，标準流量計和(he)被檢流量計處(chu)工況參數測✍️量(liang)的準确性也會(huì)影響檢定結果(guǒ)。
　　爲了有個定量(liang)的了解，并且比(bǐ)較不同流量點(dian)下相同影響因(yīn)素對檢定結果(guǒ)的影響，仍以前(qian)面的檢定🏃🏻數據(jù)爲例🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，分别從标(biao)準流量計壓力(li)和溫度、被檢流(liu)量計壓力和溫(wēn)度、天然🈚氣組分(fen)🐆等方面定量分(fen)析測🧡量結果準(zhǔn)确性對檢定結(jie)果的影響。在分(fen)析壓力和♻️溫度(du)的影響過程中(zhōng)，同時考慮壓力(lì)和溫度測量結(jié)果準确性對壓(ya)縮因子的影響(xiǎng)。
2.2.15600m3/h流量點測量結(jie)果準确性影響(xiǎng)分析
　　在流量爲(wei)5600m3/h下，投用5台并聯(lián)安裝的标準流(liu)量計，初始檢定(ding)結果如🙇‍♀️表1所示(shi)。
該流量點下标(biao)準表或被檢表(biao)壓力測量誤差(chà)5kPa或溫度測🏒量誤(wu)差0.2℃或組分中C6+測(cè)量誤差0.02%後對流(liú)量計檢定結果(guo)的影響如⭐表7所(suo)示。
　　從表中可以(yi)看出，多路标準(zhǔn)表并聯情況下(xia)，被檢表壓力或(huo)溫度💃🏻的偏差比(bǐ)其中一路标準(zhun)表相同大小的(de)偏差帶來更大(dà)的🈲示值❗誤差的(de)變化，而天然氣(qì)組分偏差🌂對示(shi)值誤差的❄️變化(huà)影響相對較小(xiao)。
2.2.2580m3/h流量點測量結(jié)果準确性影響(xiǎng)分析
在流量爲(wei)580m3/h下，投用1台标準(zhun)流量計，初始檢(jiǎn)定結果如💜表2所(suǒ)示。

　　該流量點下(xia)标準表或被檢(jiǎn)表壓力測量誤(wù)差5kPa或溫㊙️度測量(liàng)誤差0.2℃或組分中(zhōng)C6+測量誤差0.02%後對(dui)流量計檢定結(jié)果🌏的影🎯響如✔️表(biǎo)8所示。
　　從表中可(ke)以看出，單路标(biao)準表情況下，被(bei)檢表壓力或溫(wen)度的偏💯差與标(biāo)準表相同大小(xiǎo)的偏差帶來大(dà)小近似但方向(xiàng)相反的示值誤(wu)差變化，而天然(rán)氣組分偏差對(duì)示值誤差的變(biàn)化影響仍然相(xiang)對較小。

3确保檢(jiǎn)定結果準确可(ke)靠的措施
　　從上(shàng)面的分析和讨(tǎo)論可見，檢定過(guò)程中工況參數(shu)不💘穩定或測量(liang)不準确都會影(yǐng)響檢定結果的(de)準确性。标準流(liu)量計性能的變(bian)化更是直接影(yǐng)響檢定結果。爲(wèi)确🐪保檢定結果(guǒ)準确可靠，應采(cai)取❤️一系列技術(shu)保證措施。
　　一是(shì)對标準流量計(ji)及輔助計量器(qì)具按照相應的(de)檢定規程進行(hang)檢定和校準，并(bìng)對測量結果進(jìn)行修🌂正。
　　二是對(dui)标準流量計及(ji)輔助計量器具(jù)的測量結果進(jìn)行核查。對标準(zhun)流量計采用實(shi)時核查方法，詳(xiáng)見下節;對輔助(zhu)計量器具采用(yong)定期核查，并對(dui)出現偏差的輔(fu)助計量器具進(jin)行校準。對于溫(wen)度和壓力變送(sòng)器可以采用标(biāo)準器進行核查(cha)，也可以用其他(tā)變🚶送器進行核(hé)查;對于天然氣(qì)組分分析結果(guǒ)，采用不♌同色譜(pu)分析儀分析結(jie)果計算的壓縮(suo)因子或相對💘密(mi)度值進行核查(cha)✍️。
　　三是加強對工(gong)況參數的監控(kong)和調整，保證檢(jian)定過程中工🏃‍♂️況(kuàng)參數穩定。
　　四是(shì)每次檢定過程(chéng)中都要保證有(you)足夠長的檢定(dìng)時間。
4幾種流量(liàng)核查方法的分(fen)析和讨論
　　在标(biāo)準表法流量标(biāo)準裝置中，爲了(le)監測标準流量(liang)計的性能，通常(chang)采用流量核查(chá)技術，即在标準(zhun)裝置中安裝不(bú)同工作原理的(de)核查标準流量(liàng)計。一般采用渦(wo)輪流量計✏️作爲(wei)标準流量㊙️計，用(yong)超聲流量計作(zuò)爲核查标準流(liú)量計。常用的流(liú)量核查方案有(you)如下‼️幾種:即總(zǒng)量核查、一對一(yī)核查和對标準(zhǔn)裝置的核查。
4.1标(biāo)準流量計總量(liang)核查法
　　總量核(he)查法是在并聯(lián)安裝的标準流(liú)量計的彙管🏒上(shàng)🈲遊串聯安裝一(yī)台核查超聲流(liú)量計CM，檢定用天(tiān)然氣先流過核(hé)查超聲流量計(jì)，再流過标準流(liu)量計MM和被檢流(liú)量計MUT，工作原理(li)見圖2。

4.2标準流量(liang)計一對一核查(chá)法
　　一對一核查(cha)法是在每一台(tai)标準流量計的(de)上遊都⭕串聯安(ān)裝🏃一台核查超(chao)聲流量計，檢定(dìng)用天然氣先流(liú)過核查超聲流(liu)量計，再流過标(biāo)準流量計和被(bei)檢流量計📧，工作(zuò)原理見圖3。

4.3标準(zhun)裝置核查法
　　标(biao)準裝置核查法(fǎ)是在被檢流量(liàng)計直管段的上(shàng)遊串聯安📧裝一(yi)💃台核查超聲流(liu)量計，檢定用天(tiān)然氣先流過标(biao)準流量⚽計，再流(liu)過核查超聲流(liu)量計和被檢🌈流(liú)量計。該方案與(yu)總量核查法或(huò)一對一核查法(fǎ)共同使用會更(gèng)完善。工♈作原理(lǐ)見圖4、圖5。

4.4分析和(he)讨論
　　以上四種(zhong)流量核查方案(an)均可實現對标(biao)準流量計的實(shi)時核查，但又各(ge)具特色。
　　在圖2所(suǒ)示的标準流量(liàng)計總量核查方(fāng)案中，所用核查(chá)流量計和工藝(yì)閥門等設備少(shǎo)，投資少，但對個(gè)别流量計的性(xìng)能變化不能直(zhí)接判别出來。
　　在(zài)圖3所示的标準(zhun)流量計一對一(yi)核查方案中，所(suo)用🎯核查流量計(ji)💁和工藝閥門等(děng)設備多，投資大(da)，但對個别流量(liàng)計❄️的性能變💋化(huà)能直接準确地(dì)判别出來。
　　圖4和(hé)圖5所示的标準(zhun)裝置核查方案(àn)除具有上述兩(liǎng)種核查方案的(de)特點外，還具有(you)更多的優點:
一(yi)是實現了對整(zheng)體标準裝置的(de)核查，包含了工(gong)藝系統的影響(xiǎng)，如标準流量計(jì)至被檢流量計(ji)間的因閥門📞關(guan)閉不嚴🎯可能産(chǎn)生☔的分流或彙(huì)流的影響。
二是(shi)可以有效監視(shì)檢定工作參數(shu)是否穩定。由式(shì)(5)和式(6)可見，工🆚況(kuang)參數變化的影(ying)響與标準流量(liang)計、被檢流量計(ji)或核查流量計(jì)間的管容成正(zhèng)比，而圖4和圖5所(suǒ)示方案的管容(rong)遠遠大于圖2和(he)圖3方案中的管(guan)容，所以，可以更(geng)有效地監視檢(jiǎn)定工況參數的(de)變化。
三是對核(hé)查流量計與被(bei)檢流量計示值(zhí)誤差計算所用(yong)的标準流量計(jì)參數相同，算法(fǎ)相同，核查流量(liang)計與被檢流量(liang)計處的工況參(can)數相近，所以可(kě)對被檢流量計(ji)結果進行更準(zhǔn)确的判斷。
5結束(shu)語
　　對天然氣長(zhǎng)輸管道上安裝(zhuāng)的流量計檢定(ding)時應嚴格控❄️制(zhi)工況參數的穩(wěn)定性。保證天然(rán)氣流量計檢定(dìng)結果準💔确可靠(kào)的前提條件是(shì)流量标準裝置(zhi)測量的量值是(shi)準确的，工💔藝設(shè)備是完好🈲的，操(cāo)作條件💘是穩定(dìng)的。除了要制定(ding)完善的管理辦(ban)法，采取有效的(de)技術措施外，增(zeng)加流量在線實(shí)時核查技術是(shi)保證檢定數據(ju)準确、檢定結論(lun)判斷正确的有(yǒu)效措施。

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