摘要:随(sui)着國家(jia)節能環(huan)保戰略(lue)的實施(shī)，天然氣(qì)發展迅(xun)速，計㊙️量(liàng)👌糾🔞紛及(ji)輸差問(wèn)題也日(ri)益突出(chu)，如何準(zhǔn)确計量(liang)确保買(mai)賣雙方(fāng)的合😘法(fǎ)利益成(cheng)爲關注(zhù)的重點(diǎn)👌，天然氣(qì)爲多組(zu)🐇分氣體(tǐ)🏃‍♂️，影響計(ji)量結果(guo)的因素(su)較多，文(wen)章主要(yao)分析整(zheng)流闆對(dui) 超聲流(liú)量計 計(jì)量結果(guo)的影響(xiǎng)，爲天然(ran)氣流量(liàng)計 的安(an)裝、選型(xíng)、檢定提(tí)供技術(shu)支撐。
　　按(àn)照GB/T18604《用氣(qi)體超聲(shēng)流量計(jì)測量天(tiān)然氣流(liú)量》要求(qiu)早，進💔入(rù)😘超聲流(liú)量計的(de)天然氣(qi)應是對(dui)稱的充(chōng)分發展(zhǎn)的紊流(liu)速度分(fèn)📞布，但由(yóu)于⁉️上遊(you)管路的(de)管道配(pèi)件、調壓(ya)閥及直(zhi)管段長(zhang)度等會(huì)影響進(jin)入流👉量(liang)計的氣(qi)體速度(du)剖面，從(cong)而影響(xiǎng)測量精(jīng)度。爲了(le)減小‼️流(liu)速剖面(mian)👉對計量(liang)的影響(xiang)，各流量(liang)計廠商(shang)均配備(bèi)了整流(liú)闆安裝(zhuāng)至流量(liàng)計前10D位(wèi)置，用于(yú)減少旋(xuán)渦和改(gǎi)善天然(ran)氣速度(dù)分布。
　　不(bú)同廠家(jia)流量計(ji)的聲道(dào)布置及(jí)流量計(ji)算數學(xue)模型不(bú)同，對進(jìn)入流量(liang)計的流(liú)态要求(qiú)不同，配(pèi)套的整(zheng)流闆也(yě)不♈同，圖(tu)1是三個(gè)廠家配(pèi)套的整(zhěng)流闆，由(you)圖可以(yi)看出🔴，每(mei)款整流(liú)闆的開(kai)孔布局(ju)、分布方(fāng)式均不(bú)相同。由(you)于大家(jiā)對流量(liàng)🆚計整流(liú)闆關注(zhù)的少😄，錯(cuo)誤的認(rèn)♍爲隻要(yao)有整流(liu)闆就能(néng)保證流(liú)量計的(de)精度，在(zài)流量計(ji)配整流(liú)闆時未(wei)嚴格按(an)照廠家(jiā)要求進(jin)行配置(zhì)，同時送(sòng)檢流量(liàng)計時也(yě)未将配(pèi)套整流(liú)闆同時(shí)送檢早(zǎo)，導緻檢(jian)定過程(cheng)用整🔞流(liu)闆與現(xiàn)場應用(yòng)過👉程整(zhěng)流闆㊙️不(bu)一-緻甲(jia)。

　　爲了确(que)認整流(liú)闆對超(chao)聲流量(liàng)計計量(liàng)的影響(xiǎng)本文首(shou)先🌈采用(yòng)🐅三維仿(páng)真模拟(nǐ)，利用模(mo)拟數據(ju)進行計(ji)算，計算(suan)👣不同整(zhěng)流闆對(duì)同一☂️流(liú)量計的(de)影響量(liang)，然後通(tōng)過在檢(jiǎn)定站進(jin)☔行實流(liú)測試對(duì)模拟計(ji)算結果(guǒ)進行驗(yan)證。
1三維(wéi)仿真模(mó)拟計算(suan)
1.1建立模(mó)型
　　利用(yòng)計算流(liú)體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)三維流(liu)場進行(háng)仿真，對(dui)流🐪場的(de)😄求🏒解建(jiàn)立在流(liu)體力學(xue)的基本(ben)控制方(fāng)程之上(shang)，即連續(xù)性方程(cheng)、動量方(fāng)程和能(néng)量方程(cheng)，這些方(fang)程遵守(shǒu)了質量(liàng)守🥵恒、牛(niu)頓第二(er)定律和(he)能量守(shǒu)恒三個(gè)物理學(xue)基本原(yuán)理。同時(shí)由于管(guǎn)道内流(liu)體處于(yú)湍流狀(zhuàng)态，還需(xu)使用湍(tuan)流方程(chéng)🌈對流場(chang)控制求(qiú)解四。.
　　FLUENT中(zhong)有多種(zhong)湍流模(mo)型，其中(zhōng)k-ε模型是(shi)目前應(yīng)用最爲(wei)廣泛的(de)❓模😄型，該(gāi)模型又(yòu)分爲标(biāo)準k-ε模型(xíng)，重組化(hua)的k-ε模型(xíng)和可實(shi)現的h-ε模(mó)型。
　　三種(zhong)湍流模(mo)型在形(xíng)式上類(lei)似，主要(yào)差别在(zai)于計算(suàn)湍🔴流👄粘(zhān)性的方(fāng)法、控制(zhì)湍流擴(kuò)散的湍(tuan)流普朗(lǎng)特數、體(tǐ)壁面位(wèi)置上如(rú)何進行(háng)處理等(deng)存在不(bú)同。結合(he)天然氣(qi)流量計(jì)計量的(de)工況條(tiáo)件和相(xiàng)關文獻(xian)資料，采(cǎi)用重組(zǔ)化的h-ε模(mó)型(RNG模㊙️型(xíng))。
　　計算流(liú)體力學(xué)軟件FLUENT計(ji)算管道(dao)内湍流(liu)流場時(shí)，正是基(jī)于上述(shù)三⭕個基(ji)本控制(zhi)方程，同(tong)時結合(he)合适的(de)湍🚩流模(mó)型并在(zài)給定邊(biān)💁界條件(jian)下進行(háng)求解，得(dé)到了流(liu)場内部(bu)各變量(liàng)，模拟結(jié)果見圖(tu)2。
1.2計算分(fèn)析
　　以Daniel流(liu)量計爲(wèi)例進行(háng)分析，不(bú)同整流(liu)闆對流(liú)量計量(liàng)結🚶果的(de)影響。Daniel流(liu)量計爲(wèi)四聲道(dào)流量計(jì)，四個聲(shēng)道分布(bu)如圖3所(suo)💃示。

　　通過(guò)模拟分(fen)析可見(jiàn)，不同整(zheng)流闆在(zài)下遊10D位(wei)置的流(liú)體速㊙️度(dù)💛分布梯(tī)度有較(jiào)大差異(yì)，通過同(tong)一流量(liàng)計進行(hang)計量後(hou)✌️有較🔴大(dà)偏☀️差，Daniel與(yǔ)🐉Elster整流闆(pǎn)差異較(jiào)大，計量(liang)偏差也(ye)較大，可(ke)達0.59%，Daniel與Sick整(zhěng)流闆較(jiào)爲🌈相似(sì)，整流闆(pǎn)對流量(liàng)🈲計的影(yǐng)響相對(dui)偏小，約(yue)0.15%，但不同(tóng)🐉流速的(de)影響量(liang)不同。
2試(shì)驗驗證(zheng)
2.1三維仿(pang)真結果(guǒ)驗證
　　爲(wei)了驗證(zheng)三維仿(páng)真分析(xī)的結果(guǒ)，選用了(le)一台DN200Daniel超(chao)聲流量(liàng)計🥰進行(hang)♉實流檢(jiǎn)定測試(shi)，測量範(fàn)圍爲:85.19~3124.64m'/h,測(ce)試流量(liàng)點分别(bié)爲⛱️4000、3000、2000、560m'/h，分别(bié)在流量(liang)計上遊(you)10D處安裝(zhuang)Daniel、Elster、Sick整流闆(pǎn)，測試結(jié)果見表(biao)3和圖4。

　　通(tong)過實驗(yan)測試分(fèn)析，實驗(yan)結果與(yǔ)三維仿(páng)真模拟(nǐ)結果基(ji)✍️本一緻(zhì)💰，三種類(lèi)型整流(liú)闆對流(liú)量計計(ji)量結果(guǒ)有一定(dìng)的影響(xiǎng)，Daniel與Elster影響(xiǎng)的偏差(chà)最大，Sick處(chu)于中間(jian)位置，計(jì)量結果(guo)的最大(da)偏差可(kě)達0.6%，同時(shi)在不同(tong)流速下(xia)，整💯流闆(pan)對計量(liang)結果的(de)影響不(bú)同，在40%Qm.流(liu)量點處(chu)影響相(xiàng)對較小(xiao)，在往🏃‍♀️大(dà)流量或(huò)者小流(liú)量偏移(yi)✨時影響(xiang)量逐漸(jiàn)變大。
2.2流(liu)态剖面(mian)影響試(shi)驗驗證(zheng)
　　爲了驗(yàn)證流速(sù)剖面對(duì)計量的(de)影響，選(xuan)用一台(tái)DN150Daniel流量計(ji)進行🔱試(shì)📞驗網，流(liu)量範圍(wei)爲47~1846m3/h，分别(bié)對不安(an)裝整流(liu)闆、整流(liú)🍓闆部分(fen)整流孔(kǒng)堵塞及(ji)整流闆(pan)正常安(ān)裝條件(jiàn)下進行(háng)測試，測(ce)試結果(guǒ)如表4所(suǒ)示。

　　三種(zhǒng)安裝條(tiáo)件下測(ce)試結果(guǒ)偏差較(jiao)大，說明(ming)流速剖(pou)面對✔️計(jì)量結👨‍❤️‍👨果(guǒ)影響較(jiào)大，在上(shang)遊10D處安(an)裝整流(liú)闆可有(you)效較小(xiao)流态的(de)畸變，測(ce)試結果(guǒ)相對可(kě)靠，其他(tā)安裝條(tiao)件與之(zhī)對🤟比可(kě)分🏃‍♀️析出(chū)安裝對(duì)計🈲量的(de)影響。在(zai)🌐不安裝(zhuang)整流闆(pan)時計✌️量(liàng)結果相(xiàng)對偏大(da)0.3%左右，整(zheng)流闆部(bu)分堵塞(sai)時🏃，計量(liang)結果相(xiàng)對偏大(da)0.6%左右。對(duì)于不同(tong)類型的(de)流量計(jì)安裝條(tiáo)件對計(jì)量結果(guo)的影響(xiǎng)不盡相(xiang)同，該測(cè)試結果(guo)僅對被(bèi)測🐕流量(liang)計适用(yong)，測試結(jie)果表明(ming)安裝條(tiáo)件的不(bu)同會導(dao)緻經過(guo)流量計(ji)🏒的流體(tǐ)流态不(bú)同，對👈計(ji)量有較(jiao)大影響(xiǎng)，至于影(yǐng)響趨勢(shi)及影響(xiǎng)量需經(jīng)過大量(liang)理論及(ji)試🔴驗數(shu)據進行(háng)分🧡析回(hui)。
3.案例分(fèn)析
　　在某(mou)長輸管(guan)道計量(liang)站内計(ji)量用流(liú)量計爲(wèi)DN400Elster超聲流(liu)量⛹🏻‍♀️計✍️，在(zài)應用🌈過(guò)程中與(yu)下遊計(jì)量監督(du)站出現(xian)較大的(de)計量交(jiāo)接差，通(tong)過對計(ji)量系統(tǒng)的排查(chá)，發現檢(jiǎn)定🏒時選(xuǎn)用的是(shi)相🈲同口(kǒu)徑的Daniel整(zhěng)流闆，未(wèi)選用Elster配(pei)套整流(liú)闆，爲了(le)确認是(shi)否是🔴整(zhěng)流闆的(de)🌈影響，利(li)用移動(dòng)标準裝(zhuāng)置到現(xiàn)場進行(hang)了在線(xiàn)實流測(ce)試，測試(shì)結果與(yu)前檢定(dìng)結果有(you)較大偏(piān)差，最大(dà)偏差爲(wei)0.7%，具體結(jié)果見表(biao)5。

4結論及(jí)建議
(1)整(zheng)流闆對(duì)天然氣(qì)流體具(jù)有整流(liu)效果，可(ke)有效提(ti)高流量(liàng)⭕計計✊量(liàng)的精度(dù)，不同型(xíng)号整流(liu)闆适用(yòng)不同類(lèi)♻️型的🛀流(liu)量📱計，不(bu)能混用(yong)，混用後(hou)會引入(rù)較大的(de)偏差，偏(pian)差最🌐大(da)可達0.7%。
(2)通(tong)過三維(wéi)模拟仿(pang)真及流(liú)量計計(ji)量的數(shu)學模型(xíng)可分析(xī)🌈不🔞同整(zheng)✂️流闆對(dui)流量計(jì)的影響(xiang)量，通過(guo)模拟和(hé)🎯大量的(de)試驗數(shù)據可建(jian)立一套(tao)整流闆(pǎn)對流量(liang)計計☀️量(liang)的修正(zheng)模型🔞，在(zài)檢定與(yǔ)使用過(guo)程中選(xuǎn)用整流(liu)闆🤩不同(tóng)時可通(tong)過模型(xíng)進行修(xiu)正補償(chang)，同時可(ke)在.計量(liàng)系統評(ping)定時通(tōng)過該方(fang)法🏃🏻‍♂️定量(liàng)分析計(jì)⚽量結果(guo)的偏差(chà)。
(3)建議流(liú)量計使(shǐ)用及檢(jiǎn)定時采(cai)用相同(tong)的整流(liú)闆，有條(tiao)💋件的場(chang)站可将(jiang)在用整(zhěng)流闆與(yǔ)流量計(ji)整體送(song)檢✔️，避免(miǎn)因整🚩流(liu)闆選型(xing)造成計(ji)量偏差(chà)。

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