摘要:在國家天(tian)然氣流量計 計(jì)量站大流量檢(jiǎn)定系統的應用(yòng)過程中，由于工(gōng)作需開啓不♌同(tong)的檢定管路，所(suǒ)實施的核查級(jí)标準表和被檢(jian)工作表具有多(duō)樣👄化的組合方(fang)式，且工作流🥵量(liang)較大，其檢定結(jié)果精度非常易(yì)受介質流場不(bú)穩🌈定性的影響(xiang)。爲此，基🔅于典型(xing)大🤞流量檢定裝(zhuāng)置的流程模型(xíng)，通過采用FLUENT模拟(ni)不同檢定口徑(jìng)♈在不同流量🏃🏻點(dian)下的不同工作(zuo)組合模式，計算(suàn)得到不同管路(lù)工作條件下的(de)天然氣體積流(liú)量測定🍉誤差值(zhí)。研究分析結果(guo)表明:計量站的(de)标準表不同組(zǔ)合🚶方式工作條(tiáo)件對檢定工作(zuò)質量具有不✊同(tóng)的影響，工作管(guan)路的口徑越大(da)而造成的介質(zhi)流動不穩定性(xìng)産生的🐉檢定結(jié)果精度影響越(yuè)明顯，通過改善(shàn)檢定系統中🙇🏻标(biao)準表與檢測表(biǎo)的管容⁉️和增大(da)進、入口管路的(de)間距可降低檢(jiǎn)定誤差，從而一(yi)定程度地消♍除(chú)介質流動狀态(tai)帶給計量檢定(ding)的影響，有效🔴提(tí)高天然氣流量(liang)計檢測的量傳(chuán)水平。
0引言
　　爲保(bǎo)證天然氣貿易(yi)結算的公平公(gōng)正，需對廣泛應(ying)用♋于各計量站(zhan)的天然氣流量(liàng)計實施強制檢(jiǎn)定，檢定系統的(de)精度和可靠性(xing)是影響計量檢(jiǎn)定結果的📞重要(yao)影🤩響因素，也是(shì)保證公平貿易(yì)的重要保障。一(yī)般而言，在國家(jia)天然氣流量計(ji)量站的大流量(liang)檢定裝置中，由(yóu)于檢定管路的(de)口徑大和工作(zuò)流量大，這👣就要(yào)求管内天然氣(qì)應獲得一個充(chong)分發展的軸對(dui)稱的速度分布(bù)，以避免局‼️部流(liú)動的不穩定性(xing)對檢定結果造(zào)成一定的誤差(cha)影響。因此，探索(suo)分析檢定❤️管路(lu)流場對檢定結(jié)論精度的影響(xiang)，确定标準表與(yǔ)檢測表間的間(jian)距和合适的管(guǎn)容條件，對✏️提高(gao)計量👌檢定工作(zuò)質量有着十分(fen)重要的作用。
1大(dà)流量檢定系統(tǒng)流程簡化模型(xíng)
　　國家石油天然(ran)氣大流量計量(liàng)站武漢分站是(shì)中國石化依托(tuō)川氣東送管道(dao)建設的國際先(xiān)進水平的👅天然(rán)氣流❗量計量高(gao)壓實流檢定站(zhan)，能夠對DN500mm及以下(xia)的天然氣流量(liàng)計實施校準或(huò)檢定。該❌站使用(yong)的檢定系統基(ji)于标準表法原(yuán)理，采用小流量(liang)檢定系統🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，大流(liú)量檢定系統及(ji)檢定♈台位分區(qū)域❤️組合成而。如(ru)❗圖1所示，大流量(liang)檢定系統設置(zhì)6組由1台标準渦(wo)🥰輪流量計和1台(tai)核查超聲流量(liang)計串聯組配的(de)标準表管路(DN200mm)、5組(zu)檢定台位(分别(bié)☂️爲DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和DN400mm)和1組移動(dong)式标準裝置檢(jiǎn)定接口(DN300mm)。
　　通常，大(dà)流量檢定裝置(zhì)需根據檢定要(yào)求打開流量計(ji)🔴檢定管路、核查(cha)級标準表和工(gong)作級标準組合(he)表來開👅展檢定(ding)工作，其檢定流(liú)量計管徑範圍(wei)(DN150～DN400)mm，壓力等級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流量(liàng)範圍(25～9600)m2/h。

　　爲了便于(yú)模拟天然氣在(zai)管道内的流場(chang)狀況，簡化大流(liu)量檢定裝置流(liu)程模型如圖2所(suo)示。模型左端連(lián)👈接标準表，是爲(wei)介質入口側;模(mo)型右端連接被(bèi)檢表，是爲介♉質(zhì)出口側。在實際(jì)的檢💞定工作過(guo)程中，根據被檢(jian)表各檢定點的(de)流量值實🚶施核(he)查級标準流量(liang)計的多種組合(hé)使用。［5－8］因此🔱，以幾(ji)種較爲典型的(de)組合開展分析(xi)，總結标準表與(yǔ)被檢表間的距(ju)離确✊定和檢定(ding)結果精度影⭐響(xiang)規律。

2模拟單根(gen)管路的檢定結(jié)果精度影響
2.1構(gou)建網格模型
　　采(cǎi)用FLUENT模拟計算DN400管(guǎn)路在4MPa、20℃、檢定點流(liu)量1000m3/h時的管内天(tiān)然氣流🈚場狀況(kuang)。如圖3所示，在GAMBIT建(jian)立三種不同管(guan)路條件模型🈲并(bìng)劃分網格，即分(fen)别模拟單根入(ru)口管和出口🌏管(guan)距離很近、較近(jin)和較遠的不同(tóng)情況💛。模型中y軸(zhou)拟☀️合彙管軸🌈向(xiang)，D彙=0.6m、L彙=7m;x－軸拟合入(rù)口管軸向，D入=0.2m、L入(rù)=3m;x+軸拟合🔴出口管(guǎn)軸向，D出=0.4m、L出=10m。

2.2計算(suan)結果分析
　　根據(ju)武漢分站天然(ran)氣的基礎物性(xìng)，在FLUENT中創建流體(ti)材料，經計算❄️得(de)到流動穩定後(hou)的管内天然氣(qì)流速分布如圖(tu)🌍4所示🤞。

　　通過觀察(chá)出口管路分别(bie)在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的截面(mian)流速分布，并‼️計(jì)算三種組合類(lei)型在相應截面(miàn)上的體積流量(liàng)大小，如圖5所示(shi)。對比入口🚩流量(liàng)，可清楚的知道(dào)各截面上流量(liang)值發生了波動(dòng)，這是由于天然(rán)氣在管道💋内流(liú)場穩定性發生(sheng)變化而産生的(de)影響✉️。因此，要最(zuì)大程度地消除(chu)天然氣流場不(bu)穩定性對檢定(dìng)結果🙇‍♀️精度的影(ying)響😄就需設置合(hé)理的标準表與(yu)被檢表間的距(jù)離。根據模拟結(jié)果可知:對模型(xing)1的管路情況，将(jiāng)被檢表設置在(zài)4m處誤差最小;對(dui)模型2的管路情(qíng)況，将被檢表設(shè)置在6m處誤差最(zui)小;對模型3的管(guan)路情況，将被檢(jian)表設置在2m處誤(wu)差最💔小。

3模拟組(zǔ)合管路的檢定(dìng)結果精度影響(xiang)
3.1構建網格模型(xing)
　　采用FLUENT模拟計算(suàn)DN250管路在6MPa、20℃、檢定點(dian)流量2000m3/h時，三根入(ru)口管⭐組合情況(kuang)下的的管内天(tian)然氣流場狀況(kuang)。同理，在GAMBIT中建立(li)⭐模型并劃分網(wang)格，如圖6所示。

3.2計(jì)算結果分析
　　同(tong)樣根據武漢分(fèn)站天然氣的基(ji)礎物性，在FLU-ENT中計(jì)算🈲得♈到👨‍❤️‍👨流動穩(wěn)💃🏻定後的出口管(guan)内天然氣在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(hé)10m處的流🛀速分布(bù)如圖7所🈚示。

　　由圖(tú)7可以看出，出口(kou)管道内天然氣(qi)流動狀況在截(jié)🌈面4m處趨于基本(ben)穩定，5m後的天然(ran)氣的流動狀态(tài)變化已然非常(chang)🏃的微小。如圖8所(suo)示，分别計算各(ge)截面的體積流(liú)量，并與入🌈口流(liú)量對比發現被(bei)檢表設置2m處誤(wù)差最小。通過天(tian)然氣流場穩定(dìng)性與截面流量(liàng)的影響關系可(ke)知，設置合理的(de)檢定設備位置(zhì)，以保證介質流(liu)動穩定性可有(yǒu)效的提高檢定(ding)結果精度。

4結論(lun)
　　在實際的流量(liàng)檢定工作中，核(hé)查級标準流量(liàng)計和被🏒檢流量(liang)計可有多種的(de)組合方式，要最(zuì)大程度地消除(chu)天然氣的🏒流動(dòng)狀态帶給計量(liang)檢定的影響，必(bi)須要确定标準(zhun)表與檢測表間(jian)的合适間距和(he)管容。通過對天(tiān)然氣流量♌計量(liàng)站的大流量檢(jian)定台上不同口(kou)徑在不同流量(liàng)點下的不同工(gōng)作組合模式進(jìn)行流場模拟分(fèn)析，計算得出不(bú)同管容截面上(shàng)♌的體積流量和(hé)将産生的計量(liang)誤差。
(1)對比模拟(ni)被檢流量計口(kǒu)徑分别在DN400mm與DN250mm時(shi)的檢定結果精(jīng)度✏️，DN400mm時的🤩檢定誤(wu)差最大近乎3%，可(ke)見大口徑的流(liú)量計檢定工作(zuò)質量受介質流(liu)場穩定性的影(ying)響更❓爲明顯。
(2)對(duì)比模拟單根入(rù)口管和三根入(rù)口管組合情況(kuang)下的管内天然(ran)氣流場變化對(duì)檢定結果精度(du)的影響，可知🔴标(biāo)準表的不同組(zu)合方式造成的(de)影響程度并👌不(bu)相同。
(3)對比模拟(ni)較大被檢流量(liang)計口徑(DN400mm)條件，在(zai)入口管分别位(wei)于彙✨管不同位(wèi)置時的最小誤(wù)差截面位置在(zai)4m、6m和2m處，可知适當(dang)🛀🏻減小兩表🐕管容(rong)，增大入口管路(lu)和出口管路✍️之(zhī)間的水平距離(lí)可有✂️效的降低(di)檢定誤差。

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