淺談安裝條件對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響

宋士屯 侯陽(yáng)

摘 要：在流量計(jì)檢定過(guò)程中，被檢流量計(jì)的安裝條件不同會(huì)對(duì)檢定結(jié)果造成不同的影響。本文主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)比較容易出現(xiàn)的幾種安裝條件下超聲流量計(jì)的計(jì)量性能做了測(cè)試統(tǒng)計(jì)，在基本一致的檢定流量點(diǎn)處對(duì)不同安裝條件下的被檢流量計(jì)進(jìn)行測(cè)試，指出了不同安裝條件對(duì)檢定結(jié)果所造成的影響，強(qiáng)調(diào)了開(kāi)展流量計(jì)檢定、校準(zhǔn)工作時(shí)流量計(jì)按規(guī)范正確安裝的必要性。

關(guān)鍵詞：安裝條件；流態(tài)畸變；誤差

1 概述

隨著國(guó)內(nèi)天然氣事業(yè)的發(fā)展，天然氣計(jì)量顯得尤為重要，這就對(duì)天然氣流量計(jì)的檢定、校準(zhǔn)提出了更高的要求。影響流量計(jì)檢定結(jié)果的因素有很多，溫度、壓力的波動(dòng)以及由于安裝問(wèn)題導(dǎo)致的流態(tài)畸變都會(huì)使檢定結(jié)果存在較大的誤差。對(duì)于計(jì)量站的工作人員來(lái)講，開(kāi)展流量計(jì)檢定工作會(huì)伴隨大量的流量計(jì)拆裝作業(yè)，流量計(jì)的安裝條件不同會(huì)對(duì)檢定結(jié)果造成不同程度的影響，目前對(duì)流量計(jì)安裝要求的試驗(yàn)還十分有限[1]，本文以DN150丹尼爾多聲道超聲流量計(jì)用作被檢表為例，通過(guò)對(duì)幾種不同的安裝條件進(jìn)行測(cè)試，收集不同安裝條件下的檢定結(jié)果數(shù)據(jù)，在不考慮溫度、壓力等其他因素的情況下，對(duì)各種條件所造成的檢定結(jié)果的誤差進(jìn)行了分析。

2 測(cè)試方法

流量計(jì)及管道的安裝配置通常會(huì)使天然氣的流態(tài)發(fā)生各種各樣的畸變，為了最大限度的不影響流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果，流量計(jì)的安裝應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范。為了了解不同安裝條件所造成的影響，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作條件，對(duì)以下幾種比較容易出現(xiàn)的情況進(jìn)行測(cè)試。

①安裝時(shí)流量計(jì)上游10D處加整流板（D為流量計(jì)內(nèi)徑，以下相同）。

②安裝時(shí)不加整流板。

③安裝時(shí)加整流板但整流板部分堵塞。

④安裝時(shí)流量計(jì)上游直管段內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑不一致。

在對(duì)同一臺(tái)超聲流量計(jì)檢定過(guò)程中，通過(guò)對(duì)被檢流量計(jì)進(jìn)行以上四種條件下的安裝，得出不同的檢定結(jié)果，并分析各種安裝條件所造成的誤差。為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)于每種安裝條件取兩個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)取樣三次求平均值，將被檢流量計(jì)測(cè)得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測(cè)得結(jié)果進(jìn)行比較。

3 測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

3.1 上游10D處加整流板

安裝整流板可以最大限度的減小或消除天然氣流態(tài)畸變對(duì)流量計(jì)計(jì)量性能產(chǎn)生的不利影響，但整流板的作用只是“調(diào)整”天然氣的流場(chǎng)，并不能完全消除流態(tài)畸變。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，“整流板+上游10D直管段+被檢流量計(jì)+下游10D直管段”，氣體流態(tài)相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)比較理想，這種條件下測(cè)得結(jié)果應(yīng)該是相對(duì)來(lái)說(shuō)最可靠的。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1。

3.2 安裝時(shí)不加整流板

流量計(jì)安裝時(shí)，在不安裝流動(dòng)調(diào)整器的情況下，多聲道超聲流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度至少為10D，下游直管段長(zhǎng)度至少為5D[2]。但是，氣體在封閉的管道中傳輸會(huì)由于各種原因造成流場(chǎng)發(fā)生變化，盡管測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)被檢流量計(jì)上游直管段足夠長(zhǎng)，可是一般來(lái)講，相比安裝整流板，在不安裝整流板的條件下，氣體流動(dòng)條件沒(méi)有得到進(jìn)一步優(yōu)化，會(huì)對(duì)流量計(jì)計(jì)量造成一定影響，進(jìn)而流量計(jì)檢定時(shí)檢定結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。

3.3 整流板部分堵塞

超聲流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量超聲波波束通過(guò)流體的時(shí)間差來(lái)計(jì)算流體流量的，而流體的速度分布不均勻會(huì)對(duì)超聲波波束通過(guò)流體的時(shí)間造成影響，進(jìn)而影響流量計(jì)的計(jì)量性能。通過(guò)對(duì)整流板堵塞一部分可以明顯造成流體的速度分布不均勻，為了達(dá)到測(cè)試效果，我們將整流板取出并進(jìn)行了封堵，整流板的堵塞情況如圖4。在此種條件下，可以明顯看出流量計(jì)出現(xiàn)較大的偏差，流量計(jì)檢定時(shí)對(duì)檢定結(jié)果影響較大。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)圖3。

3.4 被檢流量計(jì)上游直管段內(nèi)徑與被檢流量計(jì)內(nèi)徑不一致

一般來(lái)講，流量計(jì)的內(nèi)徑、連接法蘭及其緊鄰的上下游直管段應(yīng)具有相同的內(nèi)徑，其偏差應(yīng)在管徑的±1%以內(nèi)，流量計(jì)及其緊鄰的直管段在組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)中，并保證其內(nèi)部流通通道的光滑、平直，不得在連接部分出現(xiàn)臺(tái)階及突入的墊片等擾動(dòng)氣流的障礙[1]。但在實(shí)際的被檢流量計(jì)安裝過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)工作人員疏忽或確實(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)配管條件限制導(dǎo)致流量計(jì)上下游直管段內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑不一致，這種情況也會(huì)對(duì)檢定結(jié)果造成影響。本次測(cè)試選用的丹尼爾DN150超聲流量計(jì)內(nèi)徑為147mm，安裝時(shí)選用的上游直管段內(nèi)徑為154mm，顯然內(nèi)徑偏差高于±1%，對(duì)檢定結(jié)果造成的誤差也是不可忽略的。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5。

3.5 不同安裝條件下檢定結(jié)果誤差分析

由于每種安裝條件下兩個(gè)流量測(cè)試點(diǎn)基本一致，現(xiàn)對(duì)不同安裝條件下的檢定結(jié)果進(jìn)行比較，檢定結(jié)果誤差統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。對(duì)四種安裝條件進(jìn)行比較可知，“整流板+上游10D直管段+被檢流量計(jì)+下游10D直管段”這種安裝條件可以最大程度的減小氣體流態(tài)的畸變，所以測(cè)試結(jié)果0.783%、0.595%相對(duì)來(lái)說(shuō)是最可靠的，其他安裝條件與之比較基本可以看出對(duì)檢定結(jié)果的影響程度，通過(guò)對(duì)比可知，其他安裝條件所造成的影響都是正誤差，也就是說(shuō)流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果偏大，會(huì)多計(jì)量一些。對(duì)于此次測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，在用DN150檢定支路對(duì)相應(yīng)丹尼爾超聲流量計(jì)開(kāi)展檢定工作時(shí)，可以看出在不裝整流板和流量計(jì)內(nèi)徑與直管段內(nèi)徑不一致兩種安裝條件下流量計(jì)的檢定結(jié)果均會(huì)造成一定的正誤差。對(duì)于整流板堵塞這種條件，由于此次測(cè)試將整流板的1/3左右進(jìn)行了封堵，兩個(gè)流量點(diǎn)測(cè)得檢定誤差分別為1.419%、1.206%，相對(duì)于可靠值得偏離程度很大，但這種安裝條件下的檢定結(jié)果是隨著整流板的封堵程度變化的，整流板封堵程度的不同對(duì)檢定結(jié)果的影響程度也不相同。

4 結(jié)論

在流量計(jì)檢定工作開(kāi)展過(guò)程中，流量計(jì)的安裝條件不同使天然氣的流態(tài)也會(huì)發(fā)生不同的變化，進(jìn)而對(duì)流量計(jì)的檢定結(jié)果產(chǎn)生一定影響。因此，在流量計(jì)檢定、校準(zhǔn)工作中，現(xiàn)場(chǎng)工作人員必須以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，按規(guī)范正確安裝被檢流量計(jì)，被檢流量計(jì)處于最優(yōu)的安裝條件下才能獲得最準(zhǔn)確的檢定結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 18604-2001，用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量[S].

[2]JJG 1030-2007，超聲流量計(jì)檢定規(guī)程[S].、