天然氣流量計(jì)對(duì)安裝條件要求及檢定結(jié)果的誤差分析：

 

1、概述 隨著國內(nèi)天然氣事業(yè)的發(fā)展， 天然氣計(jì)量顯得尤為重要， 這就對(duì)天然氣流量計(jì)的檢定、 校準(zhǔn)提出了更高的要求。影響流量計(jì)檢定結(jié)果的因素有很多， 溫度、 壓力的波動(dòng)以及由于安裝問題導(dǎo)致的流態(tài)畸變都會(huì)使檢定結(jié)果存在較大的誤差。對(duì)于計(jì)量站的工作人員來講， 開展流量計(jì)檢定工作會(huì)伴隨大量的流量計(jì)拆裝作業(yè)， 流量計(jì)的安裝條件不同會(huì)對(duì)檢定結(jié)果造成不同程度的影響， 目前對(duì)流量計(jì)安裝要求的試驗(yàn)還十分有限[1]， 本文以 DN150 丹尼爾多聲道超聲流量計(jì)用作被檢表為例， 通過對(duì)幾種不同的安裝條件進(jìn)行測(cè)試， 收集不同安裝條件下的檢定結(jié)果數(shù)據(jù)， 在不考慮溫度、 壓力等其他因素的情況下， 對(duì)各種條件所造成的檢定結(jié)果的誤差進(jìn)行了分析。

 

2、測(cè)試方法 天然氣流量計(jì)及管道的安裝配置通常會(huì)使天然氣的流態(tài)發(fā)生各種各樣的畸變， 為了*大限度的不影響流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果， 流量計(jì)的安裝應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范。為了了解不同安裝條件所造成的影響， 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作條件， 對(duì)以下幾種比較容易出現(xiàn)的情況進(jìn)行測(cè)試。①安裝時(shí)流量計(jì)上游 10D 處加整流板 （D 為流量計(jì)內(nèi)徑， 以下相同）。②安裝時(shí)不加整流板。③安裝時(shí)加整流板但整流板部分堵塞。④安裝時(shí)流量計(jì)上游直管段內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑不一致。在對(duì)同一臺(tái)超聲流量計(jì)檢定過程中， 通過對(duì)被檢流量計(jì)進(jìn)行以上四種條件下的安裝， 得出不同的檢定結(jié)果， 并分析各種安裝條件所造成的誤差。為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容， 對(duì)于每種安裝條件取兩個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)， 每個(gè)點(diǎn)取樣三次求平均值， 將被檢流量計(jì)測(cè)得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測(cè)得結(jié)果進(jìn)行比較。3、測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析3.1 上游 10D 處加整流板 安裝整流板可以*大限度的減小或消除天然氣流態(tài)畸變對(duì)流量計(jì)計(jì)量性能產(chǎn)生的不利影響， 但整流板的作用只是 “調(diào)整” 天然氣的流場(chǎng)， 并不能完全消除流態(tài)畸變。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件， “整流板+上游 10D 直管段+被檢流量計(jì)+下游 10D 直管段” ，氣體流態(tài)相對(duì)來說會(huì)比較理想， 這種條件下測(cè)得結(jié)果應(yīng)該是相對(duì)來說*可靠的。

 

安裝時(shí)不加整流板 天然氣流量計(jì)安裝時(shí)， 在不安裝流動(dòng)調(diào)整器的情況下， 多聲道超聲流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度至少為 10D， 下游直管段長(zhǎng)度至少為 5D。但是，氣體在封閉的管道中傳輸會(huì)由于各種原因造成流場(chǎng)發(fā)生變化，盡管測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)被檢流量計(jì)上游直管段足夠長(zhǎng)， 可是一般來講， 相比安裝整流板， 在不安裝整流板的條件下， 氣體流動(dòng)條件沒有得到進(jìn)一步優(yōu)化， 會(huì)對(duì)流量計(jì)計(jì)量造成一定影響， 進(jìn)而流量計(jì)檢定時(shí)檢定結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。

 

 整流板部分堵塞 超聲流量計(jì)是通過測(cè)量超聲波波束通過流體的時(shí)間差來計(jì)算流體流量的， 而流體的速度分布不均勻會(huì)對(duì)超聲波波束通過流體的時(shí)間造成影響， 進(jìn)而影響流量計(jì)的計(jì)量性能。通過對(duì)整流板堵塞一部分可以明顯造成流體的速度分布不均勻，為了達(dá)到測(cè)試效果， 我們將整流板取出并進(jìn)行了封堵， 整流板的堵塞情況如圖 4。 在此種條件下， 可以明顯看出流量計(jì)出現(xiàn)較大的偏差， 流量計(jì)檢定時(shí)對(duì)檢定結(jié)果影響較大。

 

被檢天然氣流量計(jì)上游直管段內(nèi)徑與被檢流量計(jì)內(nèi)徑不一致 一般來講， 流量計(jì)的內(nèi)徑、 連接法蘭及其緊鄰的上下游直管段應(yīng)具有相同的內(nèi)徑， 其偏差應(yīng)在管徑的±1%以內(nèi)， 流量計(jì)及其緊鄰的直管段在組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)中， 并保證其內(nèi)部流通通道的光滑、 平直，不得在連接部分出現(xiàn)臺(tái)階及突入的墊片等擾動(dòng)氣流的障礙。但在實(shí)際的被檢流量計(jì)安裝過程中， 由于現(xiàn)場(chǎng)工作人員疏忽或確實(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)配管條件限制導(dǎo)致流量計(jì)上下游直管段內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑不一致， 這種情況也會(huì)對(duì)檢定結(jié)果造成影響。本次測(cè)試選用的丹尼爾DN150 超聲流量計(jì)內(nèi)徑為 147mm， 安裝時(shí)選用的上游直管段內(nèi)徑為154mm， 顯然內(nèi)徑偏差高于±1%， 對(duì)檢定結(jié)果造成的誤差也是不可忽略的。

 

不同安裝條件下檢定結(jié)果誤差分析 由于每種安裝條件下兩個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)基本一致， 現(xiàn)對(duì)不同安裝條件下的檢定結(jié)果進(jìn)行比較， 檢定結(jié)果誤差統(tǒng)計(jì)見表 1。 對(duì)四種安裝條件進(jìn)行比較可知， “整流板+上游 10D 直管段+被檢流量計(jì)+下游10D 直管段” 這種安裝條件可以*大程度的減小氣體流態(tài)的畸變， 所以測(cè)試結(jié)果 0.783%、 0.595%相對(duì)來說是*可靠的，其他安裝條件與之比較基本可以看出對(duì)檢定結(jié)果的影響程度， 通過對(duì)比可知， 其他安裝條件所造成的影響都是正誤差， 也就是說流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果偏大， 會(huì)多計(jì)量一些。 對(duì)于此次測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)來說， 在用 DN150 檢定支路對(duì)相應(yīng)丹尼爾超聲流量計(jì)開展檢定工作時(shí)， 可以看出在不裝整流板和流量計(jì)內(nèi)徑與直管段內(nèi)徑不一致兩種安裝條件下流量計(jì)的檢定結(jié)果均會(huì)造成一定的正誤差。對(duì)于整流板堵塞這種條件， 由于此次測(cè)試將整流板的 1/3 左右進(jìn)行了封堵，兩個(gè)流量點(diǎn)測(cè)得檢定誤差分別為 1.419%、 1.206%， 相對(duì)于可靠值得偏離程度很大， 但這種安裝條件下的檢定結(jié)果是隨著整流板的封堵程度變化的， 整流板封堵程度的不同對(duì)檢定結(jié)果的影響程度也不相同。

 

在天然氣流量計(jì)檢定工作開展過程中， 流量計(jì)的安裝條件不同使天然氣的流態(tài)也會(huì)發(fā)生不同的變化， 進(jìn)而對(duì)流量計(jì)的檢定結(jié)果產(chǎn)生一定影響。因此， 在流量計(jì)檢定、 校準(zhǔn)工作中， 現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度， 按規(guī)范正確安裝被檢流量計(jì)， 被檢流量計(jì)處于*優(yōu)的安裝條件下才能獲得*準(zhǔn)確的檢定結(jié)果。