摘要:爲(wei)确保高(gao)壓天然(ran)氣流量(liang)計 在檢(jian)定周期(qi)性能的(de)穩定可(ke)靠，需要(yao)定期對(dui)在用流(liu)量✔️計進(jin)👌行核查(cha)測試，使(shi)用中檢(jian)驗隻能(neng)作爲一(yi)種輔助(zhu)手段确(que)認流量(liang)計的工(gong)作狀态(tai)，但無法(fa)确認流(liu)量計精(jing)度是否(fou)發生變(bian)化，在線(xian)比對受(shou)現🌏場條(tiao)件限制(zhi)實時較(jiao)爲困難(nan)，文章從(cong)比對流(liu)量計選(xuan)型、軟件(jian)配備、實(shi)施方法(fa)幾個方(fang)面結合(he)現場實(shi)際，提出(chu)一種可(ke)适用現(xian)場的在(zai)線🎯實流(liu)比對方(fang)法❓。
1概述(shu)
　　随着天(tian)然氣工(gong)業的發(fa)展，天然(ran)氣貿易(yi)量與日(ri)俱增☔，經(jing)濟全球(qiu)化🔞的推(tui)進，我國(guo)天然氣(qi)貿易交(jiao)接計量(liang)越來越(yue)多，天然(ran)氣♉計量(liang)的準确(que)可靠性(xing)愈來愈(yu)受到關(guan)注，已關(guan)系到國(guo)計民生(sheng)。天然氣(qi)易燃、易(yi)爆、可壓(ya)縮、組分(fen)複雜等(deng)特性，導(dao)緻天然(ran)氣計量(liang)成爲全(quan)球計量(liang)學領域(yu)中的難(nan)🐆點，爲了(le)提高天(tian)然氣計(ji)量正确(que)率，确保(bao)計量準(zhun)确可靠(kao)⚽，按照《計(ji)量法》要(yao)求需定(ding)期對天(tian)然氣流(liu)量計進(jin)行檢定(ding)和校準(zhun)［1－2］，确保流(liu)量計的(de)準确可(ke)靠。
　　按照(zhao)流量計(ji)檢定規(gui)程［3－4］的要(yao)求，現場(chang)在用的(de)流量計(ji)檢定周(zhou)期一般(ban)爲2年，由(you)于流量(liang)計使用(yong)條件較(jiao)爲複🔱雜(za)，影響流(liu)量計的(de)因素多(duo)，在檢定(ding)周期内(nei)流量計(ji)的性能(neng)可能會(hui)發生變(bian)化，影響(xiang)買賣雙(shuang)方貿易(yi)計量的(de)公平，所(suo)以需要(yao)定期🌏對(dui)檢定周(zhou)期内的(de)流量計(ji)進行在(zai)線核查(cha)，确認流(liu)量計工(gong)作性能(neng)及精度(du)，目前主(zhu)要🌈核查(cha)方式有(you)超聲流(liu)量計的(de)使用中(zhong)檢驗和(he)流🚶‍♀️量計(ji)比對。
2流(liu)量計在(zai)線核查(cha)方案分(fen)析
2.1利用(yong)超聲流(liu)量計診(zhen)斷軟件(jian)進行使(shi)用中檢(jian)驗
　　随着(zhe) 超聲流(liu)量計 計(ji)量技術(shu)的不斷(duan)發展，目(mu)前在用(yong)超聲流(liu)量計的(de)廠家均(jun)♋配備使(shi)用中檢(jian)驗的配(pei)套軟件(jian)，按照國(guo)家标準(zhun)GB/T30500—2014《氣體超(chao)聲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量(liang)計使用(yong)中檢驗(yan)聲速檢(jian)驗法》［5］對(dui)超聲🤩流(liu)量計❤️的(de)聲速、信(xin)号質㊙️量(liang)、增益、信(xin)噪比、流(liu)速系數(shu)5個參數(shu)進行診(zhen)斷，通過(guo)這些參(can)數💋的監(jian)測，可分(fen)析流量(liang)🏃計的性(xing)能，确☔認(ren)流量計(ji)的工作(zuo)狀态。這(zhe)些參數(shu)的組合(he)可作爲(wei)形☀️成專(zhuan)用監測(ce)系統的(de)基礎。有(you)關自診(zhen)斷信息(xi)分析方(fang)法的示(shi)例如😍表(biao)1所示。

　　流(liu)量計的(de)使用中(zhong)檢驗可(ke)分析流(liu)量計的(de)工作狀(zhuang)态，确保(bao)在用流(liu)量計的(de)性能正(zheng)常，但是(shi)，流量計(ji)的各項(xiang)分析參(can)數正常(chang)☂️并不✊能(neng)确認計(ji)量的精(jing)度一定(ding)好，僅能(neng)作爲一(yi)種輔助(zhu)手段進(jin)行參考(kao)，同時由(you)于 渦輪(lun)流量計(ji) 是機械(xie)原件，無(wu)法對渦(wo)輪流量(liang)計進行(hang)診斷，進(jin)而判斷(duan)渦輪💰流(liu)量計的(de)性能。
2.2通(tong)過流量(liang)計比對(dui)方法進(jin)行核查(cha)
　　流量計(ji)比對是(shi)選用2台(tai)流量計(ji)串聯安(an)裝或者(zhe)通過流(liu)程切換(huan)使2台流(liu)量計串(chuan)聯的方(fang)式進行(hang)測試，比(bi)較2台流(liu)👣量計相(xiang)同🐪時間(jian)段内的(de)累計流(liu)量值，進(jin)而分析(xi)流量計(ji)的計量(liang)🍓性能，如(ru)圖1所示(shi)🐪。
通過定(ding)期比較(jiao)2台流量(liang)計流量(liang)偏差，确(que)保在檢(jian)定周期(qi)内☂️流🔆量(liang)計的偏(pian)差在檢(jian)定規程(cheng)允許的(de)範圍内(nei)，該種方(fang)法可使(shi)用所有(you)類型👅流(liu)量計，較(jiao)使用中(zhong)檢驗可(ke)更直接(jie)反映流(liu)量計計(ji)量的正(zheng)确率。
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3流(liu)量計在(zai)線比對(dui)核查技(ji)術路線(xian)
　　流量計(ji)在線比(bi)對較使(shi)用中檢(jian)驗有較(jiao)大的優(you)勢，但是(shi)☀️受✨現場(chang)流程條(tiao)件限制(zhi)，實施起(qi)來難度(du)較大。流(liu)量計對(dui)💯上下遊(you)直管段(duan)💯要求較(jiao)爲嚴格(ge)，由于大(da)多數場(chang)站的設(she)計局限(xian)，現場無(wu)法再串(chuan)聯安裝(zhuang)1台流量(liang)計，同時(shi)反複的(de)拆裝也(ye)會📧影響(xiang)現場實(shi)際生産(chan)供氣，需(xu)要投入(ru)大量的(de)人力物(wu)力，爲了(le)解決這(zhe)一♉技術(shu)難題，可(ke)通過以(yi)下技術(shu)路線進(jin)行流量(liang)計比對(dui)。
3.1比對流(liu)量計的(de)選取
　　通(tong)過不同(tong)類型流(liu)量計的(de)性能分(fen)析，可選(xuan)用一台(tai)便于😄安(an)裝🤟，不需(xu)要拆裝(zhuang)直管段(duan)的外夾(jia)式超聲(sheng)流量計(ji)作爲比(bi)對參考(kao)流量計(ji)，如圖2所(suo)示。圖2所(suo)示。

　　 外夾式(shi)超聲流(liu)量計 是(shi)一種将(jiang)換能器(qi)固定在(zai)流體管(guan)道外，聲(sheng)波傳播(bo)的路⚽徑(jing)透過⚽流(liu)體管道(dao)壁的流(liu)量計，具(ju)有以下(xia)技術特(te)點:①安裝(zhuang)便💃捷且(qie)成本低(di);②獨立測(ce)量，不依(yi)賴流體(ti)的傳🌈導(dao)性和壓(ya)力;③無壓(ya)損，無洩(xie)漏;④可對(dui)現有設(she)備回顧(gu)安😘裝;⑤無(wu)需切☁️斷(duan)管道，不(bu)用中斷(duan)生🥵産，不(bu)用停🚶‍♀️止(zhi)設備;⑥不(bu)與介質(zhi)接觸;⑦精(jing)度較低(di)，長期穩(wen)定性較(jiao)🐕差，受安(an)裝條💜件(jian)影響大(da)。
3.2流量計(ji)比對方(fang)法
　　外夾(jia)式超聲(sheng)流量計(ji)較适合(he)現場工(gong)藝條件(jian)，但是精(jing)度和穩(wen)定性較(jiao)差，外夾(jia)式流量(liang)計的測(ce)量值無(wu)法作㊙️爲(wei)參考值(zhi)，但可利(li)用外夾(jia)式流量(liang)計短期(qi)穩定性(xing)較😍好進(jin)行流量(liang)計之間(jian)比對。現(xian)場🈲計量(liang)工藝流(liu)程如圖(tu)🐅3所示，由(you)多條計(ji)量支♈路(lu)并聯組(zu)成計量(liang)橇，但各(ge)計量支(zhi)路無法(fa)通過流(liu)程切換(huan)實現串(chuan)聯安✉️裝(zhuang)，可通過(guo)在計量(liang)橇上遊(you)選一直(zhi)管段安(an)裝外夾(jia)式流量(liang)計，通過(guo)每條支(zhi)路與外(wai)夾式流(liu)量計的(de)偏差，計(ji)算各計(ji)量支路(lu)之間的(de)偏差。


式中(zhong):E1爲計量(liang)支路1與(yu)外夾式(shi)流量計(ji)的偏差(cha);Q1爲計量(liang)支💋路1的(de)流量值(zhi);Qwai爲外夾(jia)式流量(liang)計的流(liu)量值。

式(shi)中:E2爲計(ji)量支路(lu)2與外夾(jia)式流量(liang)計的偏(pian)差;Q2爲計(ji)量支路(lu)2的流♊量(liang)值。

式中(zhong):E3爲計量(liang)支路2與(yu)計量支(zhi)路1的偏(pian)差。
同理(li)可得出(chu)其他支(zhi)路之間(jian)的偏差(cha)值。
3.3比對(dui)方法的(de)實施
(1)流(liu)量計檢(jian)定完成(cheng)現場安(an)裝後錄(lu)取第1次(ci)數據，第(di)一次數(shu)據作✌️爲(wei)🐅參考值(zhi)，每隔一(yi)段時間(jian)做一下(xia)測試，測(ce)試結果(guo)與第1次(ci)測試結(jie)果進行(hang)比對，分(fen)析流量(liang)計計量(liang)的穩定(ding)性的變(bian)化，确認(ren)流量計(ji)的計量(liang)性能，确(que)保貿易(yi)計量交(jiao)接的準(zhun)确可靠(kao)。
(2)第1次的(de)測試結(jie)果，需要(yao)對2台流(liu)量計測(ce)試結果(guo)的偏差(cha)與合成(cheng)不💘确定(ding)度進行(hang)比較，分(fen)析流量(liang)計的精(jing)度✊。
3.4數據(ju)的采集(ji)系統
3.4.1數(shu)據采集(ji)系統實(shi)現以下(xia)功能
　　可(ke)實現實(shi)時采集(ji)2台流量(liang)計及配(pei)套溫度(du)、壓力儀(yi)表信号(hao)♻️，并🌈進行(hang)流量、溫(wen)度和壓(ya)力補償(chang)計算，存(cun)儲數據(ju)，生成報(bao)告等功(gong)能。
主要(yao)設備應(ying)包括:數(shu)據采集(ji)計算機(ji)、MPU、輸入模(mo)塊、脈沖(chong)/頻率信(xin)号采集(ji)卡、計時(shi)模塊、通(tong)信模塊(kuai)、脈沖信(xin)号隔離(li)放大器(qi)、浪湧🌈保(bao)護🐪器等(deng)組成。
3.4.2數(shu)據采集(ji)系統軟(ruan)件要求(qiu)
(1)物性參(can)數計算(suan)
　　天然氣(qi)工作條(tiao)件下的(de)壓縮因(yin)子使用(yong)AGARe-portNo.8［6］規定的(de)方法計(ji)算，數據(ju)采集軟(ruan)件内自(zi)帶壓縮(suo)因子計(ji)算模塊(kuai)，可手動(dong)輸入溫(wen)度、壓力(li)和組分(fen)獲取壓(ya)縮因子(zi)計算結(jie)果用于(yu)驗證數(shu)據采集(ji)模塊計(ji)算結果(guo)的可靠(kao)性。
(2)流量(liang)計算
　　渦(wo)輪流量(liang)計瞬時(shi)流量計(ji)算使用(yong)GB/T21391［7］或ISO9951［8］規定(ding)的方法(fa)計算，修(xiu)正因子(zi)🛀(誤差)和(he)流量關(guan)系式使(shi)用多點(dian)插值修(xiu)正方🐆法(fa).
　　超聲流(liu)量計瞬(shun)時流量(liang)計算使(shi)用GB/T18604［9］或AGANo.9［10］或(huo)ISO17089［11］規定的(de)方法計(ji)算，修正(zheng)因子(誤(wu)差)和流(liu)量關系(xi)式使用(yong)多點插(cha)值修正(zheng)方法。
(3)信(xin)号采集(ji)方式
　　脈(mo)沖/頻率(lü)、溫度、壓(ya)力信号(hao)的采集(ji)均采用(yong)累積量(liang)，采取相(xiang)同時間(jian)段内的(de)累計流(liu)量值，避(bi)免由于(yu)瞬時值(zhi)波動引(yin)入🏃‍♂️較大(da)的誤差(cha)。
4實際應(ying)用
　　以某(mou)管道公(gong)司貿易(yi)計量交(jiao)接站爲(wei)例進行(hang)實際應(ying)用😍分🔴析(xi)，該站㊙️計(ji)量橇選(xuan)用3條DN200的(de)計量支(zhi)路，流量(liang)計信息(xi)如🔞表2所(suo)示，比對(dui)流㊙️量計(ji)選用外(wai)夾式超(chao)聲流量(liang)計，安裝(zhuang)于📧DN200的直(zhi)管段。

　　按(an)照上文(wen)所說方(fang)法進行(hang)測試，測(ce)試流量(liang)點爲1500m3/h，按(an)照式(1)～式(shi)(3)進行計(ji)算，測試(shi)結果如(ru)表3所示(shi)。

通過測(ce)試結果(guo)可分析(xi):
(1)3台流量(liang)計檢定(ding)完成後(hou)首次比(bi)對結果(guo)符合規(gui)範要求(qiu)，流量計(ji)安裝完(wan)成後性(xing)能良好(hao)。
(2)3台流量(liang)計在檢(jian)定周期(qi)内相互(hu)之間偏(pian)差的變(bian)化值均(jun)小于0.7%，符(fu)合标準(zhun)要求，證(zheng)明3台流(liu)量計的(de)穩定性(xing)能👨‍❤️‍👨較好(hao)㊙️。
5結束語(yu)
(1)在對貿(mao)易計量(liang)交接站(zhan)設計時(shi)，可增加(jia)計量橇(qiao)的對比(bi)♊流程🐪，實(shi)現定期(qi)對在用(yong)貿易計(ji)量流量(liang)計進行(hang)實流在(zai)線比對(dui)，确🆚保流(liu)量計計(ji)量性能(neng)良好［12－13］。
(2)在(zai)不具備(bei)在線實(shi)流比對(dui)工藝流(liu)程的場(chang)站可選(xuan)用👄外夾(jia)式超聲(sheng)🐉流量計(ji)作爲傳(chuan)遞值對(dui)計量橇(qiao)各支路(lu)進行比(bi)對👅，确認(ren)流量計(ji)的♈計量(liang)性能。
(3)對(dui)于超聲(sheng)流量計(ji)需要定(ding)期進行(hang)使用中(zhong)檢驗，對(dui)于性能(neng)🔞參數異(yi)常的流(liu)量計需(xu)要及時(shi)處理，必(bi)要時重(zhong)新送檢(jian)，确保現(xian)🐕場計量(liang)結果的(de)準确可(ke)靠。
(4)利用(yong)外夾式(shi)超聲流(liu)量計進(jin)行比對(dui)的方法(fa)可用于(yu)各管道(dao)🙇‍♀️公司計(ji)量輸差(cha)的查找(zhao)及控制(zhi)，提高計(ji)量管理(li)水平，維(wei)護公🧡司(si)利益。

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