摘要:在國(guo)家天然氣(qì)流量計 計(ji)量站大流(liu)量檢定系(xi)統的應用(yòng)過程中，由(yóu)于工作🧡需(xū)♋開啓不👨‍❤️‍👨同(tóng)🙇‍♀️的檢定管(guǎn)路，所實施(shī)的核查級(ji)标準表和(hé)被檢工作(zuò)表具有多(duo)樣化的組(zǔ)合方式，且(qiě)工作流量(liàng)較大，其檢(jian)定結果精(jing)度非常易(yì)受介質流(liu)場不穩定(ding)性的影響(xiǎng)。爲此，基于(yú)典型大流(liu)量檢定裝(zhuāng)置的流♋程(cheng)模型，通過(guo)采用FLUENT模拟(nǐ)不同檢定(dìng)口徑在不(bú)同流量點(dian)下的不同(tong)工作組合(hé)模式，計算(suan)得到不同(tong)管路工🏃‍♀️作(zuo)條件下的(de)天然氣體(tǐ)積流量測(ce)定🈲誤差值(zhi)。研究分析(xī)結果表明(ming):計量站🐇的(de)标準表不(bú)同組合方(fāng)式工作😍條(tiao)件對檢定(dìng)工作質量(liang)具有不同(tóng)的影響，工(gong)作管路的(de)口徑越大(dà)而造⛷️成的(de)介質流動(dong)不穩定🐅性(xing)産生的檢(jian)定結果精(jing)度影響越(yuè)明顯，通過(guo)改善檢定(ding)系統中✉️标(biao)準表與檢(jiǎn)測表的管(guǎn)容和增大(da)進、入口管(guǎn)路的間🔞距(ju)可降低☔檢(jiǎn)定誤差，從(cong)而一定程(cheng)度地消除(chú)介質流動(dong)狀态帶給(gei)計量檢定(ding)的影響，有(yǒu)效提高天(tian)然氣流量(liàng)計檢測的(de)量傳水🤟平(píng)。
0引言
　　爲保(bǎo)證天然氣(qì)貿易結算(suan)的公平公(gong)正，需對廣(guǎng)泛應用于(yú)各計量站(zhàn)的天然氣(qì)流量計實(shí)施強制檢(jian)定，檢定系(xi)統的精度(du)🚶和可靠性(xing)是影響計(jì)量檢定結(jié)果的重要(yào)影響因素(sù)，也是保📞證(zhèng)公平貿易(yì)的重要保(bǎo)障。一般而(ér)言，在國家(jiā)天然氣流(liu)量計💛量站(zhan)的大流量(liàng)檢定裝置(zhì)中，由于💚檢(jian)定管路的(de)口徑大和(hé)工作流量(liàng)大，這就要(yao)求管内天(tiān)然氣應獲(huò)得一個充(chong)分發展的(de)軸對🚶稱的(de)速度🙇‍♀️分布(bù)，以避免局(ju)部流動的(de)不穩定性(xìng)對檢👉定結(jié)果造成一(yi)定的誤差(cha)影響。因此(cǐ)，探索🍓分析(xi)檢定🌈管路(lu)流場對檢(jian)定結論精(jing)度的影響(xiǎng)，确定标準(zhǔn)表與💚檢測(cè)表間的間(jian)距和合适(shì)⛷️的管容條(tiao)件，對提高(gāo)計量🐅檢定(dìng)工作質量(liàng)有着十分(fen)重要的作(zuò)用。
1大流量(liàng)檢定系統(tǒng)流程簡化(hua)模型
　　國家(jia)石油天然(rán)氣大流量(liàng)計量站武(wǔ)漢分站是(shì)中國石化(huà)依托川🐪氣(qi)東送管道(dao)建設的國(guó)際先進水(shuǐ)平的天然(rán)氣流量計(ji)量高壓實(shí)流檢定站(zhan)，能夠對DN500mm及(ji)以下的天(tian)然氣流量(liang)計實施校(xiao)準或🌈檢定(dìng)。該站使用(yòng)的檢🔞定系(xì)統基于标(biāo)準表法原(yuan)理，采用小(xiǎo)流量檢定(dìng)系統，大流(liu)量檢定系(xì)統及檢定(dìng)台位分區(qū)域組合成(chéng)而。如🧑🏾‍🤝‍🧑🏼圖1所(suo)示，大流量(liàng)檢定系統(tong)設置🌈6組由(yóu)1台标準渦(wo)輪流量計(jì)和1台核查(cha)超聲流量(liàng)計串聯組(zu)配的标準(zhun)表管路(DN200mm)、5組(zu)檢定台位(wèi)(分别爲DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和(hé)DN400mm)和1組移動(dòng)式标準裝(zhuāng)置檢定接(jiē)口(DN300mm)。
　　通常，大(dà)流量檢定(dìng)裝置需根(gen)據檢定要(yao)求打開流(liu)量♍計檢定(dìng)管路、核查(chá)級标準表(biao)和工作級(ji)标準組合(hé)表來開🏃‍♂️展(zhǎn)檢定工作(zuo)，其檢定流(liú)量計管徑(jing)範圍(DN150～DN400)mm，壓力(li)等級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流量(liang)範圍(25～9600)m2/h。

　　爲了(le)便于模拟(ni)天然氣在(zai)管道内的(de)流場狀況(kuàng)，簡化大流(liu)量🥵檢👈定裝(zhuāng)置流程模(mó)型如圖2所(suǒ)示。模型左(zuǒ)端連接标(biao)準表，是爲(wèi)介質入口(kǒu)🆚側;模型右(yòu)端連接被(bei)檢表，是爲(wèi)介質出口(kǒu)側。在實💞際(ji)的檢定工(gōng)作過程中(zhong)，根據🌈被檢(jiǎn)表各🔅檢定(dìng)點的流量(liàng)值實施核(hé)查級✨标準(zhun)流量計的(de)多種組合(hé)使用。［5－8］因此(cǐ)，以幾種較(jiào)爲☔典型的(de)組合開展(zhan)分析，總結(jie)标準表與(yǔ)被檢表間(jiān)的距離确(què)定和檢定(ding)結果精度(du)影響規律(lǜ)。

2模拟單根(gen)管路的檢(jian)定結果精(jīng)度影響
2.1構(gòu)建網格模(mó)型
　　采用FLUENT模(mó)拟計算DN400管(guǎn)路在4MPa、20℃、檢定(dìng)點流量1000m3/h時(shi)的管内天(tian)然氣流場(chang)狀況。如圖(tu)3所示，在GAMBIT建(jiàn)立三種不(bú)同管路條(tiáo)件🐇模型并(bing)劃分網格(ge)，即分别模(mó)拟單根入(rù)口管和出(chu)口管距離(lí)很近、較近(jìn)和較遠的(de)不🚶同情況(kuang)。模型中y軸(zhóu)拟合彙管(guan)軸向，D彙=0.6m、L彙(huì)=7m;x－軸拟合入(ru)口管軸向(xiang)，D入=0.2m、L入=3m;x+軸拟(ni)合出口管(guǎn)軸向，D出=0.4m、L出(chū)=10m。

2.2計算結果(guo)分析
　　根據(ju)武漢分站(zhàn)天然氣的(de)基礎物性(xing)，在FLUENT中創建(jian)流體🎯材🏃料(liao)🌈，經計算得(de)到流動穩(wen)定後的管(guan)内天然氣(qi)流速✔️分布(bu)如圖4所示(shì)。

　　通過觀察(chá)出口管路(lu)分别在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(hé)10m處的截面(miàn)流速分布(bu)，并計♊算☔三(sān)種組合類(lèi)型在相應(ying)截面上的(de)體積流量(liang)大小，如圖(tu)🍉5所示。對比(bǐ)👨‍❤️‍👨入口🌈流量(liàng)，可清楚的(de)知道各截(jie)面上流量(liang)值發生了(le)波動，這是(shi)由于天然(rán)氣在管道(dao)㊙️内流場穩(wen)定性發生(shēng)變化而産(chǎn)生的影響(xiang)。因此，要最(zui)大程度地(dì)消除天然(rán)氣流場不(bu)穩定性對(dui)檢定結果(guo)精度的影(yǐng)響就需設(shè)置合理的(de)🔱标準表與(yǔ)被檢表間(jian)的距離。根(gēn)據模拟結(jie)果可知:對(duì)模型1的管(guǎn)路情況，将(jiāng)🔆被檢表設(shè)置在4m處誤(wu)差最小;對(duì)模型2的管(guan)☔路情況，将(jiang)被檢表設(she)置在6m處誤(wù)差最小;對(duì)模型3的管(guǎn)路情況，将(jiang)被檢表設(she)置在2m處誤(wù)差最小。

3模(mo)拟組合管(guǎn)路的檢定(ding)結果精度(du)影響
3.1構建(jian)網格模型(xíng)
　　采用FLUENT模拟(ni)計算DN250管路(lù)在6MPa、20℃、檢定點(dian)流量2000m3/h時，三(san)根入口管(guǎn)組合情況(kuàng)下的的管(guan)内天然氣(qì)流場狀況(kuang)。同理，在GAMBIT中(zhong)📧建立模型(xing)🌈并劃分網(wǎng)格，如🈲圖6所(suǒ)示。

3.2計算結(jie)果分析
　　同(tóng)樣根據武(wǔ)漢分站天(tiān)然氣的基(jī)礎物性，在(zai)FLU-ENT中計算得(de)到流動穩(wěn)🔴定後的出(chū)口管内天(tian)然氣在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(he)10m處的流速(sù)分🆚布如圖(tu)7所示。

　　由圖(tú)7可以看出(chu)，出口管道(dào)内天然氣(qì)流動狀況(kuang)在截🏃‍♂️面4m處(chu)趨于基本(ben)穩定，5m後的(de)天然氣的(de)流動狀态(tài)變化已然(rán)非常的微(wēi)小。如圖8所(suo)示，分别計(ji)算各截面(mian)的體積流(liú)量，并與入(rù)口流量對(duì)比發現被(bei)檢表設置(zhi)2m處誤差最(zui)小。通過天(tian)然氣流場(chǎng)穩定性與(yǔ)截面流量(liàng)的影響關(guan)系可知，設(shè)置合理的(de)檢定設備(bei)位置，以保(bao)證介質流(liú)動穩定性(xìng)可有效的(de)提高🎯檢定(ding)結果精度(du)。

4結論
　　在實(shi)際的流量(liang)檢定工作(zuò)中，核查級(jí)标準流量(liang)計和被檢(jian)流🥰量計可(ke)有多種的(de)組合方式(shi)，要最大程(cheng)度地消除(chú)天然氣的(de)流動狀态(tai)帶給計量(liang)檢定的影(yǐng)響，必須要(yao)确定标準(zhun)💚表與檢🆚測(ce)表間的合(hé)适間距和(he)管容。通過(guo)對天然氣(qi)流量計量(liàng)站的大流(liu)量檢定台(tái)上不👉同口(kou)徑在不同(tong)流量點下(xià)的不同工(gōng)作組合模(mo)式進🔞行流(liú)場模拟分(fen)析，計算得(dé)出不同管(guan)容截面上(shang)的體積流(liú)量和将産(chan)生的計量(liang)誤差。
(1)對比(bi)模拟被檢(jian)流量計口(kǒu)徑分别在(zài)DN400mm與DN250mm時的檢(jiǎn)定結果精(jīng)度，DN400mm時㊙️的檢(jian)定誤差最(zuì)大近乎3%，可(kě)見大口徑(jìng)的流量計(ji)檢定工作(zuo)質量受介(jie)質流場穩(wen)定性的影(yǐng)響更爲明(ming)顯。
(2)對比模(mó)拟單根入(ru)口管和三(sān)根入口管(guan)組合情況(kuang)下的管内(nei)天👅然氣流(liú)場變化對(dui)檢定結果(guo)精度的影(ying)響，可知标(biao)準表的不(bu)同組合方(fang)式造成的(de)影響程度(du)并不相同(tong)。
(3)對比模拟(nǐ)較大被檢(jian)流量計口(kǒu)徑(DN400mm)條件，在(zai)入口管分(fen)别位于彙(huì)管不同位(wei)置時的最(zuì)小誤差截(jie)面位置在(zai)4m、6m和2m處，可知(zhī)适當減小(xiao)兩表管容(róng)，增大入口(kǒu)管路和出(chu)口管路之(zhi)間的水平(ping)距離可有(you)效的降低(dī)檢定誤差(chà)。

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