氣體超聲流量計(jì)的實(shí)流標(biāo)定與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
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目前，在中國(guó)天然氣計(jì)量系統(tǒng)中以孔板流量計(jì)為主。眾所周知，孔板流量計(jì)由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管路系統(tǒng)、差壓計(jì)組成。其特點(diǎn)是量程比小，壓損大，對(duì)脈動(dòng)流很敏感，不可以測(cè)雙向流等。雖然孔板流量計(jì)已有上百年的歷史，但由于計(jì)量?jī)x表誤差（節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用條件不符合ISO5167-1[1]的要求，或者儀表選擇不當(dāng)）以及使用條件變化帶來(lái)的誤差（較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，流量的變化超出了所選儀表的測(cè)量范圍，或者脈動(dòng)流的產(chǎn)生），往往使孔板流量計(jì)的精度不能優(yōu)于±1.5%。盡管ISO/TR3313[2]已對(duì)脈動(dòng)流的抑制及誤差估 計(jì)提供一些數(shù)據(jù)供用戶使用參考，但要應(yīng)付現(xiàn)場(chǎng)的需要仍有很多不足之處：①現(xiàn)場(chǎng)的阻流件類型遠(yuǎn)多于標(biāo)準(zhǔn)中提供的，并且阻流件的組合形式千變?nèi)f化，因此現(xiàn)場(chǎng)仍有些問(wèn)題有待解決（如旋風(fēng)分離器、匯管在標(biāo)準(zhǔn)中就沒(méi)有規(guī)定）；②試驗(yàn)研究需花費(fèi)大量的人力、物力；③采用整流管以縮短直管段長(zhǎng)度會(huì)帶來(lái)附加壓損，同時(shí)也會(huì)增加使用維護(hù)工作量?？装宀贿m于測(cè)脈動(dòng)流，因差壓信號(hào)與流量為非線性關(guān)系，引壓管線使信號(hào)遲滯及畸變，節(jié)流件對(duì)脈動(dòng)波產(chǎn)生障礙形成波的反射等[3]。由于上述影響孔板流量計(jì)貿(mào)易結(jié)算精度的因素多，造成天 然氣輸送計(jì)量誤差達(dá)2%以上。如何改善與提高天然氣計(jì)量系統(tǒng)的精度是業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)心的問(wèn)題，并相應(yīng)開(kāi)發(fā)了大量的新型流量計(jì)。在諸多流量計(jì)中，通過(guò)中國(guó)天然氣流量計(jì)量站（以下簡(jiǎn)稱計(jì)量站）天然氣實(shí)流測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，證明超聲流量計(jì)、智能型旋進(jìn)旋渦流量計(jì)效果較好，值得推廣使用。
天然氣流量計(jì)量站概況
中國(guó)石油工業(yè)天然氣流量計(jì)量站是亞洲投資規(guī)模最大的天然氣計(jì)量站，擁有質(zhì)量一時(shí)間法（mt）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（其不確定度0.1%）和臨界流文丘利噴嘴次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（其不確定度0.25%）。標(biāo)定壓力范圍：0.2～3.8MPa，標(biāo)定工況流量范圍：5～6000m3/h。管徑范圍：DN25～DN400。迄今為止，對(duì)美國(guó)、荷蘭、德國(guó)、新加坡、中國(guó)等國(guó)各種流量計(jì)進(jìn)行了實(shí)流標(biāo)定與比對(duì)，積累了數(shù)萬(wàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
氣體超聲流量計(jì)的實(shí)流標(biāo)定與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
1 實(shí)流標(biāo)定
計(jì)量站用不確定度為0.25%的臨界流文丘利噴嘴作流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，按AGA.NO.9［4］報(bào)告草案并結(jié)合JJGl98-94檢定規(guī)程[5]分別進(jìn)行了以下不同測(cè)試：①不同聲道（五、四、三、二、一）；②不同管徑（DN300、DN150）；③不同安裝條件（理想管路條件、非理想管路條件；"理想條件"是指安裝條件較理想，如170D以內(nèi)無(wú)彎頭，無(wú)過(guò)渡部件，無(wú)阻力件等。流場(chǎng)較穩(wěn)定，如無(wú)脈動(dòng)流，無(wú)旋渦流；"非理想條件"是指在超聲流量計(jì)上游13D前人為加入阻力件、雙彎頭、T形彎頭、伸縮器、匯管等）；④不同安裝方向（流量計(jì)正、反向安裝，聲道水平、垂直安裝）；⑤不同壓力（2.0MPa、1.2MPa、0.8MPa）。
（1）超聲流量計(jì)適宜于高壓、大口徑、大流量工況條件，但對(duì)小流量尤其是拐點(diǎn)（最大流量的10%，用Qt表示）以下流量段應(yīng)慎用（見(jiàn)圖1）。
圖1 12"Q.Sonic-5S超聲流量計(jì)理想管路后和非理想管路后測(cè)試結(jié)果比較（標(biāo)況）
說(shuō)明：雙彎頭后測(cè)試中，除流量為240m3/h時(shí)，其相對(duì)示值誤差為1.45%外，其余各點(diǎn)都在指標(biāo)內(nèi)。
圖2 12''4S超聲流量計(jì)理想管路下正、反向流量示值誤差比較圖（流量計(jì)系數(shù)0.9962）
表1 相同條件下聲道數(shù)對(duì)超聲流量計(jì)的影響 
評(píng)論