摘要:天然氣流量計(jì)前后直管段安裝方式的不同會(huì)對(duì)流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果有著一定的影響;為了研究不同安裝方式對(duì)計(jì)量檢定結(jié)果的影響，在國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站南京分站實(shí)驗(yàn)室將一臺(tái)DN300超聲流量計(jì)與兩臺(tái)不同口徑的渦輪流量計(jì)(DN150/DN400)在不同安裝條件下，采用天然氣實(shí)流測(cè)試的方法，對(duì)三臺(tái)流量計(jì)開展了相應(yīng)的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，在不同的前后直管段安裝方式下，對(duì)渦輪流量計(jì)檢定結(jié)果基本無(wú)影響，而對(duì)超聲流量計(jì)的檢定結(jié)果影響較為明顯。
隨著天然氣使用規(guī)模的增加，越來(lái)越多的天然氣計(jì)量?jī)x表應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)大口徑的流量計(jì)主要有超聲流量計(jì)和渦輪流量計(jì)。JJC1030一2007《超聲流量計(jì)檢定規(guī)程》中要求多聲道流量計(jì)不安裝流動(dòng)調(diào)整器的情況下，上游直管段長(zhǎng)度至少為10D(D為流量計(jì)內(nèi)徑，下同)，下游直管段長(zhǎng)度至少為5D;或根據(jù)流量計(jì)生產(chǎn)廠家的要求選擇合適的上、下游直管段1。 JJG1037《渦輪流量計(jì)檢定規(guī)程》中要求在流量計(jì)上下游側(cè)應(yīng)有足夠長(zhǎng)的直管段，其內(nèi)徑與流量計(jì)的標(biāo)稱通徑-一致，必要時(shí)可以在上游側(cè)安裝流動(dòng)調(diào)整器，并未明確上下游直管段長(zhǎng)度口。CB/T21391--2008《用氣體渦輪流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》中推薦安裝方式為流量計(jì)上游宜具有最短10D的直管段長(zhǎng)度，流動(dòng)調(diào)整器出口到流量計(jì)人口的直管段長(zhǎng)度為5D,流量計(jì)下游宜具有最短5D的直管段”。而在現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的實(shí)際安裝時(shí)，與之配套的前后直管段在安裝時(shí)有時(shí)并未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范或規(guī)程中的相關(guān)要求，而是根據(jù)場(chǎng)站現(xiàn)場(chǎng)情況采取了不同長(zhǎng)度的前后直管段與流量計(jì)匹配。
1流量計(jì)安裝方式
本次實(shí)驗(yàn)選取了3臺(tái)流量計(jì)，分別為一臺(tái)DN150渦輪流量計(jì)、一臺(tái)DN400渦輪流量計(jì)以及--臺(tái)DN300超聲流量計(jì)。
1.1渦輪流量計(jì)安裝方式
渦輪流量計(jì)安裝方式目前通用的前直管段10D，后直管段5D的安裝方式，同時(shí)在上游10D處安裝了流動(dòng)調(diào)整器。DN400渦輪流量計(jì)和DN150渦輪流量計(jì)第-一次測(cè)試均采用此種安裝方式進(jìn)行了測(cè)試。第二次測(cè)試分別采取了不同的安裝方式，具體為:DN400渦輪流量計(jì)前直管段為4D,后直管段為2D,在上游4D處安裝了流動(dòng)調(diào)整器;.DN150渦輪流量計(jì)安裝方式為前直管段12D,后直管段為8D,在上游12D處安裝了流動(dòng)調(diào)整器。
1.2超聲流量計(jì)安裝方式
超聲流量計(jì)安裝方式第一一次為目前通用的前直管段10D，后直管段5D的安裝方式，在上游10D處安裝了流動(dòng)調(diào)整器。第二次測(cè)試安裝方式為前直管段為3D,后直管段為3D的安裝方式，在上游3D處安裝了流動(dòng)調(diào)整器。
2實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)
將DN150渦輪流量計(jì)安裝于國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站精度臺(tái)位，使用臨界流噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置開展相關(guān)測(cè)試工作。其中第一種安裝方式測(cè)試了兩次，第二種安裝方式測(cè)試了1次。測(cè)試原理為使流體在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置和分別被測(cè)試的三臺(tái)流量計(jì)，以標(biāo)準(zhǔn)裝置給出的流量值作為標(biāo)準(zhǔn)值，以被測(cè)試流量計(jì)給出的流量值為測(cè)量值，經(jīng)壓力、溫度、壓縮因子換算,分別計(jì)算被測(cè)流量計(jì)的示值誤差或流量計(jì)系數(shù)，完成相關(guān)測(cè)試。溫度變送器采用Rosemount，精度等級(jí)0.2級(jí)，量程:-10~50℃，壓力變送器采用Rosemount，準(zhǔn)確度等級(jí)0.05級(jí)，量程0~10MPa。測(cè)試壓力約為6.3MPa。溫度約為27℃測(cè)試流量點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1~表3。
2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
從表1測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在第--種安裝方式下，DN300超聲流量計(jì)兩次測(cè)試結(jié)果的最大偏差為0.25%，最小偏差為0.01%，未超出工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置體積流量擴(kuò)展不確定度0.29%;從表2測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在第一種安裝方式下，DN400渦輪流量計(jì)兩次測(cè)試結(jié)果的最大偏差為0.22%，最小偏差為0.06%，未超出工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置體積流量擴(kuò)展不確定度0.29%;在表3數(shù)據(jù)可以看出，在第一-種安裝方式下，DN150渦輪流量計(jì)兩次測(cè)試結(jié)果除了流量分界點(diǎn)q.以下最小測(cè)試點(diǎn)53m3/h示值偏差為0.23%，其余的測(cè)試點(diǎn)最大偏差為0.09%，最小偏差為0.01%，未超出臨界流噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置質(zhì)量流量擴(kuò)展不確定度為0.22%。測(cè)試數(shù)據(jù)同時(shí)表明三臺(tái)流量計(jì)的穩(wěn)定性、重復(fù)性良好。
從表1數(shù)據(jù)同時(shí)可以看出DN300超聲流量計(jì)在兩種不同直管段安裝方式下，最大測(cè)試結(jié)果偏差為0.79%，最小為0.50%，均超出所用標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度0.29%。從表2數(shù)據(jù)同時(shí)可以看出DN400渦輪流量計(jì)在兩種不同直管段安裝方式下,最大測(cè)試結(jié)果偏差為0.25%，最小為0.14%，均未超出所用標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度0.29%;表3數(shù)據(jù)看出DN150渦輪流量計(jì)在兩種不同直管段安裝方式下，測(cè)試結(jié)果除了qt以下最小測(cè)試點(diǎn)53m3/h示值偏差為0.4%之外，其余流量點(diǎn)測(cè)試結(jié)果之差均未超出所用標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度0.22%。
因此從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看渦輪流量計(jì)受前后直管段安裝條件影響較小，渦輪流量計(jì)在不同安裝方式下并未明顯表現(xiàn)出正偏差或者負(fù)偏差。而超聲流量計(jì)受前后直管段影響較為明顯，不同前后直.管段的安裝方式導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置0.29%的不確定度。
3結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)定量比較了渦輪流量計(jì)和超聲流量計(jì)在不同前后直管段安裝條件下,對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。測(cè)試結(jié)果表明前后直管段長(zhǎng)度對(duì)渦輪流量計(jì)檢定結(jié)果基本無(wú)影響，對(duì)超聲流.量計(jì)檢定結(jié)果影響比較明顯。因此建議在流量計(jì)檢定時(shí)盡量采用和現(xiàn)場(chǎng)使用條件--致的前后直管段和整流器，從而從最大程度上保證貿(mào)易交接計(jì)量的正確可靠。
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