摘要：以标準表(biǎo)法流量标準裝(zhuāng)置爲例，首先介(jie)紹了天然氣流(liu)量計 檢定的原(yuán)理，然後對檢定(dìng)工況參數不穩(wen)定或工況參數(shù)測量不🏃準确對(dui)檢定結果的影(yǐng)響進行定性和(hé)定量計算🚩分析(xi)，最後對保證流(liú)量計檢定結果(guǒ)準确可靠的措(cuo)施及多種不同(tóng)工藝的流量👣核(he)查方案進行研(yán)究和讨論。實踐(jian)證明，流量核查(chá)技術的應用是(shi)💞保證流量計檢(jiǎn)定結果準确可(ke)靠的有效措施(shī)。
0引言
　　天然氣流(liú)量計實流檢定(ding)是一個多參數(shù)組合測量過⭕程(cheng)，影響檢定數據(ju)準确性的因素(su)較多。檢定工況(kuàng)參數不穩定，參(cān)數測量結果不(bu)準确，标準流量(liàng)計的性能發生(sheng)變化🌈等都會影(yǐng)響檢定結果的(de)準确性和可靠(kao)性。要準确開展(zhǎn)天然氣流量計(jì)量，必須對這些(xiē)🤞影響因素進行(háng)充分的研究和(he)分析，并🚶‍♀️采取必(bi)要的技術措施(shī)。
1流量計檢定的(de)原理
　　采用标準(zhun)表法流量标準(zhun)裝置檢定流量(liàng)計依據的是✂️流(liu)體流動的連續(xù)性原理，即質量(liàng)守恒原理［1］，如圖(tú)💁1所示。

　　标準流量(liàng)計MM和被檢流量(liang)計MUT用管道連接(jie)，在測試時間内(nei)，流入标準流量(liang)計MM的質量流量(liàng)爲m1，流入被檢流(liu)量計MUT的質❓量流(liú)🌈量爲🙇🏻m2，标準流量(liang)計和被檢流量(liàng)計間🔴管容内質(zhi)量變化量爲Δm，則(ze):
m1=m2+Δm(1)
當流動達到穩(wěn)定狀态時，Δm=0，所以(yi)
m1=m2(2)
　　亦即天然氣流(liú)量計的檢定是(shì)在穩定條件下(xià)使天然🤟氣連續(xu)流過标準流量(liang)計和被檢流量(liàng)計，記錄在相同(tóng)時間間隔内标(biāo)準流量計和被(bei)檢流量計的測(cè)量值，通過計算(suan)❗被檢流量計的(de)示值誤差和重(zhong)複性等計量性(xing)能參數，來判斷(duàn)流量計檢定是(shì)否合格［2］。
流量計(jì)示值誤差可用(yong)式(3)和式(4)計算:

　　式(shi)中:E爲被檢流量(liang)計的相對示值(zhi)誤差，%;Qm爲被檢流(liú)量計的累☀️積流(liú)量，m3;Qs，m爲标準流量(liang)計的累積流量(liàng)換算到被檢流(liu)量計處工況條(tiao)件下的流量值(zhi)，m3;Qs，s爲标準流量計(ji)的累積流量，m3;p爲(wèi)天然氣的壓力(li)，MPa;T爲天然氣的溫(wēn)度，K;Z爲天然氣🌈的(de)壓縮因子。下标(biao)s表示标準流量(liang)計處的❓參數，下(xià)标m表☎️示被檢流(liú)量計處的參數(shù)。
2影響檢定結果(guǒ)的因素分析
2.1工(gōng)況參數穩定性(xìng)的影響
　　由式(1)可(ke)見，當檢定過程(cheng)中工況參數不(bú)穩定時，m1≠m2，亦即流(liú)💯過标準流☂️量計(jì)和被檢流量計(ji)的量值不一緻(zhì)，此😍時用🔴式(3)計算(suàn)得的示值誤差(cha)不能準确地反(fan)映流量計的真(zhen)🌈實特性。
　　由于在(zài)一次檢定過程(chéng)中天然氣組分(fen)變化不大，所以(yǐ)，此☎️處隻考慮壓(yā)力和溫度變化(huà)的影響。根據狀(zhuàng)态方程，管容内(nei)天然氣的質📧量(liàng)變化量可用式(shi)(5)計算。

　　式中:p爲管(guan)容内天然氣壓(ya)力，Pa;V爲管容，m3;M爲天(tian)然氣摩爾質量(liang)，kg·kmol－1;Z爲管容💯内天然(ran)氣的壓縮因子(zǐ);Ｒ爲通用氣體常(chang)數，J/(mol·K);T爲管容内天(tian)然氣溫度🈲，K。
　　以一(yi)組實際檢定數(shù)據爲例，分别給(gěi)出壓力和溫度(du)變化對🔞流量計(jì)檢定結果的影(yǐng)響。
　　檢定一台DN250流(liú)量計，每次檢定(ding)時間爲60s;在流量(liang)爲5600m3/h下，使用5台并(bing)聯🚶安🧡裝的标準(zhun)流量計，在流量(liàng)爲580m3/h下，使用1台💃标(biāo)準流量計，初始(shi)檢定結果如表(biao)1和表2所示。該标(biāo)準表與被檢表(biǎo)之間管道的容(róng)積爲9.778m3，累積質量(liang)分别爲4451.96kg和466.18kg。

檢定(dìng)參數變化引起(qi)附加管容中質(zhì)量變化對示值(zhi)誤🏃‍♀️差的🚶影響用(yong)式(6)計算:

　　假設檢(jian)定過程中壓力(li)變化±5kPa，溫度變化(hua)±0.2℃，對檢定結果的(de)☀️影響🌈見表3和表(biǎo)4。
　　檢定規程JJG1030［3］和JJG1037［4］中(zhong)規定對準确度(du)等級不低于1.0級(jí)的流量計，在每(mei)個流量點的每(mei)一次檢定過程(chéng)中，壓力波🛀🏻動應(ying)不超過±0.5%，檢💃🏻定用(yòng)氣體💔的溫度變(bian)化應不超過±0.5℃。按(an)此規定計算壓(yā)力變化±30kPa、溫度變(biàn)化±0.5℃時，對檢定結(jie)果的影響見表(biǎo)🔴5和表6。
　　可見，工況(kuang)參數的穩定性(xìng)對檢定結果有(yǒu)較大的影響♋，尤(yóu)其是小流量點(dian)，因爲累積流量(liàng)較小，所以，影響(xiang)🆚更大，而且👌壓力(li)或溫度變💃🏻化爲(wei)檢定規程最大(dà)允許值時将産(chǎn)生不🐇可忽略的(de)影響。
　　爲了保證(zhèng)檢定結果準确(que)，除了保證在檢(jian)定過程中工況(kuàng)🎯參數處于穩定(ding)狀态外，在設計(ji)階段還應該考(kǎo)慮盡可能減小(xiǎo)标準流量計和(he)被檢流量計之(zhī)間的管容，檢定(dìng)過程中需保證(zhèng)足夠長的測📧量(liàng)時間。



2.2工況參數(shu)測量準确性的(de)影響
　　由式(4)可見(jiàn)，标準流量計和(he)被檢流量計處(chù)工況參數♈測量(liàng)的🥵準确性也會(hui)影響檢定結果(guǒ)。
　　爲了有個定量(liàng)的了解，并且比(bǐ)較不同流量點(dian)下相同🏃影響因(yīn)👣素對檢定結果(guo)的影響，仍以前(qian)面的檢定數據(ju)爲例，分别從标(biao)🔴準流🔴量計壓力(li)和溫度、被檢流(liu)量計壓力和溫(wēn)度、天然🐉氣組分(fen)等方面定量分(fèn)析測量結果準(zhun)确性對檢💁定結(jié)果的影響。在分(fen)析壓力和✔️溫度(du)的影響過程中(zhong)，同時考慮壓力(lì)和🚶溫度測量結(jié)🌏果準确性對壓(ya)縮因子的影響(xiang)。
2.2.15600m3/h流量點測量結(jie)果準确性影響(xiang)分析
　　在流量爲(wei)5600m3/h下，投用5台并聯(lian)安裝的标準流(liu)量計，初始檢定(dìng)結果如表1所示(shì)。
該流量點下标(biao)準表或被檢表(biao)壓力測量誤差(cha)5kPa或溫度㊙️測量誤(wu)差0.2℃或組分中C6+測(cè)量誤差0.02%後對流(liú)量計檢定🈚結果(guǒ)的影響如表7所(suo)🌈示。
　　從表中可以(yǐ)看出，多路标準(zhǔn)表并聯情況下(xia)，被檢表壓🐕力或(huò)溫度的偏差比(bi)其中一路标準(zhun)表相同大小🔞的(de)偏🔞差帶來更大(dà)的示值㊙️誤差的(de)變化，而天然氣(qi)組分偏差對示(shì)值👨‍❤️‍👨誤差的變化(huà)影響相對♻️較小(xiǎo)。
2.2.2580m3/h流量點測量結(jie)果準确性影響(xiǎng)分析
在流量爲(wèi)580m3/h下，投用1台标準(zhǔn)流量計，初始檢(jiǎn)定結果如表2所(suǒ)示。

　　該流量點下(xia)标準表或被檢(jiǎn)表壓力測量誤(wù)差5kPa或溫度測量(liàng)誤🤟差0.2℃或組分中(zhong)C6+測量誤差0.02%後對(dui)流量計檢定結(jié)果的影響如🏃‍♀️表(biao)8所示。
　　從表中可(ke)以看出，單路标(biao)準表情況下，被(bèi)檢表壓力或🔱溫(wēn)度的偏差與标(biāo)準表相同大小(xiǎo)的偏差帶來大(da)小近似但方向(xiang)✨相反🏃🏻的示值誤(wù)差變化，而天然(ran)氣組分偏差對(dui)示值誤差的變(biàn)化影♊響仍然相(xiàng)對較小。

3确保檢(jian)定結果準确可(ke)靠的措施
　　從上(shàng)面的分析和讨(tao)論可見，檢定過(guo)程中工況參數(shù)不🐕穩定📧或測量(liàng)不準确都會影(ying)響檢定結果的(de)準确性。标準流(liu)㊙️量計性能的變(biàn)化更是直接影(yǐng)響檢定結🏒果。爲(wèi)确保檢定結果(guo)準确可靠🎯，應采(cai)取一系列技術(shu)保證措施。
　　一是(shi)對标準流量計(ji)及輔助計量器(qi)具按照相應的(de)檢🧡定規程進🎯行(hang)檢定和校準，并(bìng)對測量結果進(jìn)行修正。
　　二是對(dui)标準流量計及(ji)輔助計量器具(ju)的測量結果🏒進(jìn)行核🌈查。對🔅标準(zhun)流量計采用實(shí)時核查方法，詳(xiáng)見下節;對輔助(zhù)計量器具采🔞用(yong)定期核查，并對(duì)出現偏💚差的輔(fu)助計量器具進(jìn)行校準。對于溫(wen)度和壓力變🔴送(sòng)器可以采用标(biao)準♈器進行核💃查(cha)，也可以用其他(ta)變🧑🏾‍🤝‍🧑🏼送器進行核(hé)查;對于天然氣(qì)組分分析結果(guo)，采用不同色譜(pǔ)分析儀分析結(jie)果計算的壓縮(suō)因子或相對密(mi)度值進⛹🏻‍♀️行核查(chá)。
　　三是加強對工(gong)況參數的監控(kòng)和調整，保證檢(jiǎn)定過程中工況(kuang)參數穩定。
　　四是(shi)每次檢定過程(cheng)中都要保證有(you)足夠長的檢定(ding)時間。
4幾種流量(liang)核查方法的分(fen)析和讨論
　　在标(biāo)準表法流量标(biāo)準裝置中，爲了(le)監測标準流量(liàng)計🈲的性能，通常(chang)采用流量核查(chá)技術，即在标準(zhun)裝置中安裝不(bú)同工作原理的(de)🤞核查标準流量(liàng)計。一般采用渦(wo)輪流量計作爲(wei)标準流量計，用(yong)超聲流量計作(zuo)♈爲核查标準流(liú)量計。常用的流(liu)量核查方案有(yǒu)如下幾種:即總(zǒng)量核查、一對一(yi)核查和對标準(zhǔn)裝置的核⛹🏻‍♀️查。
4.1标(biao)準流量計總量(liàng)核查法
　　總量核(hé)查法是在并聯(lián)安裝的标準流(liú)量計的彙管上(shang)🏃🏻遊串聯安裝一(yī)台核查超聲流(liu)量計CM，檢定用天(tiān)然氣先流過核(hé)查超聲流量🥰計(jì)，再流過标準流(liu)量計MM和被檢流(liú)🏃‍♀️量計MUT，工作原理(li)見圖2。

4.2标準流量(liàng)計一對一核查(cha)法
　　一對一核查(cha)法是在每一台(tái)标準流量計的(de)上遊都🐉串聯安(ān)裝🧑🏽‍🤝‍🧑🏻一台核查超(chao)聲流量計，檢定(dìng)用天然氣先流(liu)過🌈核查超聲流(liú)量計，再⭕流過标(biāo)準流量計和被(bèi)檢⁉️流量計，工作(zuò)原理見圖3。

4.3标準(zhǔn)裝置核查法
　　标(biao)準裝置核查法(fǎ)是在被檢流量(liang)計直管段的上(shàng)遊串聯安裝🔞一(yi)台核查超聲流(liu)量計，檢定用天(tian)然氣先♻️流過🌈标(biao)準流量計，再流(liú)過‼️核查超聲流(liú)量計和被檢♍流(liú)量計。該方案與(yu)總量☂️核查法或(huò)一對一核查法(fa)共同使用會更(geng)完善。工作原理(lǐ)見圖4、圖5。

4.4分析和(hé)讨論
　　以上四種(zhong)流量核查方案(àn)均可實現對标(biao)準流量計的實(shí)時核查，但又各(ge)具特色。
　　在圖2所(suo)示的标準流量(liàng)計總量核查方(fang)案中，所用核查(cha)流㊙️量計和工藝(yi)閥門等設備少(shao)，投資少，但對個(ge)别流量計的性(xìng)能變化🔴不能直(zhi)接判别出來。
　　在(zài)圖3所示的标準(zhǔn)流量計一對一(yī)核查方案中，所(suo)用核查流量計(jì)和工藝閥門等(deng)設備多，投資大(da)，但對個别流量(liàng)計🈲的性能變化(huà)能直接準确地(di)判别出來。
　　圖4和(hé)圖5所示的标準(zhun)裝置核查方案(àn)除具有上述兩(liǎng)種㊙️核🔴查方🔞案的(de)特點外，還具有(yǒu)更多的優點:
一(yi)是實現了對整(zhěng)體标準裝置的(de)核查，包含了工(gong)藝系統的影響(xiǎng)，如标準流量計(jì)至被檢流量計(ji)間的因閥門關(guān)閉不嚴可能産(chan)生的分流或彙(huì)流的影響。
二是(shì)可以有效監視(shì)檢定工作參數(shu)是否穩定。由式(shì)(5)和式(6)可見，工況(kuàng)參數變化的影(yǐng)響與标準流量(liang)計、被檢流量計(jì)或核查流量計(jì)間的管容成正(zhèng)比，而圖4和圖5所(suǒ)示方案的管容(róng)遠遠大于圖2和(he)圖3方案中的管(guǎn)容，所以，可🈲以更(gèng)有效🈲地監視檢(jiǎn)定工況參數的(de)變化。
三是對核(hé)查流量計與被(bei)檢流量計示值(zhi)誤差計算所用(yòng)⚽的标💚準流量計(jì)參數相同，算法(fǎ)相同，核查流量(liàng)計與被檢流量(liàng)計處的工況參(cān)數相近，所以可(kě)對被檢流量計(jì)結果進行更🌈準(zhǔn)确的判斷。
5結束(shu)語
　　對天然氣長(zhǎng)輸管道上安裝(zhuang)的流量計檢定(ding)時應嚴格🔅控制(zhi)工況參數的穩(wěn)定性。保證天然(rán)氣流量計檢🥰定(ding)結果準确可靠(kào)的前提條件是(shì)流量标準裝置(zhi)測量的量值是(shi)準确的，工🤞藝設(she)備是完好的，操(cao)作條件是穩定(ding)的。除了要制定(ding)完善的管理辦(bàn)法，采取有效的(de)技術措施👉外，增(zeng)加流量在線實(shi)時核查技術是(shì)保證檢定數據(ju)準确、檢定結論(lun)判斷正确的有(you)效措施。

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