天然氣流量計(jì)對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、 壓力的波動以及由于安裝問題導(dǎo)致的流態(tài)畸變都會使檢定結(jié)果存在較大的誤差。對于計(jì)量站的工作人員來講， 開展流量計(jì)檢定工作會伴隨大量的流量計(jì)拆裝作業(yè)， 流量計(jì)的安裝條件不同會對檢定結(jié)果造成不同程度的影響， 目前對流量計(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， 通過對幾種不同的安裝條件進(jìn)行測試， 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， 對各種條件所造成的檢定結(jié)果的誤差進(jìn)行了分析。

2、測試方法 天然氣流量計(jì)及管道的安裝配置通常會使天然氣的流態(tài)發(fā)生各種各樣的畸變， 為了zui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)場實(shí)際工作條件， 對以下幾種比較容易出現(xiàn)的情況進(jìn)行測試。①安裝時流量計(jì)上游 10D 處加整流板 （D 為流量計(jì)內(nèi)徑， 以下相同）。②安裝時不加整流板。③安裝時加整流板但整流板部分堵塞。④安裝時流量計(jì)上游直管段內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑不一致。在對同一臺超聲流量計(jì)檢定過程中， 通過對被檢流量計(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。為了簡化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容， 對于每種安裝條件取兩個流量測試點(diǎn)， 每個點(diǎn)取樣三次求平均值， 將被檢流量計(jì)測得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測得結(jié)果進(jìn)行比較。3、測試結(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zui大限度的減小或消除天然氣流態(tài)畸變對流量計(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， 并不能完全消除流態(tài)畸變。結(jié)合現(xiàn)場實(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)相對來說會比較理想， 這種條件下測得結(jié)果應(yīng)該是相對來說zui可靠的。測試數(shù)據(jù)見圖 1。

 

3.2 安裝時不加整流板 天然氣流量計(jì)安裝時， 在不安裝流動調(diào)整器的情況下， 多聲道超聲流量計(jì)上游直管段長度至少為 10D， 下游直管段長度至少為 5D。但是，氣體在封閉的管道中傳輸會由于各種原因造成流場發(fā)生變化，盡管測試現(xiàn)場被檢流量計(jì)上游直管段足夠長， 可是一般來講， 相比安裝整流板， 在不安裝整流板的條件下， 氣體流動條件沒有得到進(jìn)一步優(yōu)化， 會對流量計(jì)計(jì)量造成一定影響， 進(jìn)而流量計(jì)檢定時檢定結(jié)果會產(chǎn)生一定的偏差。測試數(shù)據(jù)見圖

 

2。3.3 整流板部分堵塞 超聲流量計(jì)是通過測量超聲波波束通過流體的時間差來計(jì)算流體流量的， 而流體的速度分布不均勻會對超聲波波束通過流體的時間造成影響， 進(jìn)而影響流量計(jì)的計(jì)量性能。通過對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)檢定時對檢定結(jié)果影響較大。測試數(shù)據(jù)見圖 3。

 

3.4 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應(yīng)嚴(yán)格對中， 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)臺階及突入的墊片等擾動氣流的障礙。但在實(shí)際的被檢流量計(jì)安裝過程中， 由于現(xiàn)場工作人員疏忽或確實(shí)由于現(xiàn)場配管條件限制導(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， 這種情況也會對檢定結(jié)果造成影響。本次測試選用的丹尼爾DN150 超聲流量計(jì)內(nèi)徑為 147mm， 安裝時選用的上游直管段內(nèi)徑為154mm， 顯然內(nèi)徑偏差高于±1%， 對檢定結(jié)果造成的誤差也是不可忽略的。測試數(shù)據(jù)見圖 5。

 

3.5 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流量測試點(diǎn)基本一致， 現(xiàn)對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zui大程度的減小氣體流態(tài)的畸變， 所以測試結(jié)果 0.783%、 0.595%相對來說是zui可靠的，其他安裝條件與之比較基本可以看出對檢定結(jié)果的影響程度， 通過對比可知， 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， 會多計(jì)量一些。 對于此次測試現(xiàn)場來說， 在用 DN150 檢定支路對相應(yīng)丹尼爾超聲流量計(jì)開展檢定工作時， 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)果均會造成一定的正誤差。對于整流板堵塞這種條件， 由于此次測試將整流板的 1/3 左右進(jìn)行了封堵，兩個流量點(diǎn)測得檢定誤差分別為 1.419%、 1.206%， 相對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)也會發(fā)生不同的變化， 進(jìn)而對流量計(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zui優(yōu)的安裝條件下才能獲得zui準(zhǔn)確的檢定結(jié)果