氣體超聲流量計的實流標定與現(xiàn)場應用
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目前，在中國天然氣計量系統(tǒng)中以孔板流量計為主。眾所周知，孔板流量計由節(jié)流裝置、導壓管路系統(tǒng)、差壓計組成。其特點是量程比小，壓損大，對脈動流很敏感，不可以測雙向流等。雖然孔板流量計已有上百年的歷史，但由于計量儀表誤差（節(jié)流裝置的設計、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）以及使用條件變化帶來的誤差（較長時間內(nèi)，流量的變化超出了所選儀表的測量范圍，或者脈動流的產(chǎn)生），往往使孔板流量計的精度不能優(yōu)于±1.5%。盡管ISO/TR3313[2]已對脈動流的抑制及誤差估 計提供一些數(shù)據(jù)供用戶使用參考，但要應付現(xiàn)場的需要仍有很多不足之處：①現(xiàn)場的阻流件類型遠多于標準中提供的，并且阻流件的組合形式千變?nèi)f化，因此現(xiàn)場仍有些問題有待解決（如旋風分離器、匯管在標準中就沒有規(guī)定）；②試驗研究需花費大量的人力、物力；③采用整流管以縮短直管段長度會帶來附加壓損，同時也會增加使用維護工作量。孔板不適于測脈動流，因差壓信號與流量為非線性關系，引壓管線使信號遲滯及畸變，節(jié)流件對脈動波產(chǎn)生障礙形成波的反射等[3]。由于上述影響孔板流量計貿(mào)易結(jié)算精度的因素多，造成天 然氣輸送計量誤差達2%以上。如何改善與提高天然氣計量系統(tǒng)的精度是業(yè)內(nèi)人士普遍關心的問題，并相應開發(fā)了大量的新型流量計。在諸多流量計中，通過中國天然氣流量計量站（以下簡稱計量站）天然氣實流測試與現(xiàn)場應用，證明超聲流量計、智能型旋進旋渦流量計效果較好，值得推廣使用。
天然氣流量計量站概況
中國石油工業(yè)天然氣流量計量站是亞洲投資規(guī)模最大的天然氣計量站，擁有質(zhì)量一時間法（mt）一級標準系統(tǒng)（其不確定度0.1%）和臨界流文丘利噴嘴次級標準系統(tǒng)（其不確定度0.25%）。標定壓力范圍：0.2～3.8MPa，標定工況流量范圍：5～6000m3/h。管徑范圍：DN25～DN400。迄今為止，對美國、荷蘭、德國、新加坡、中國等國各種流量計進行了實流標定與比對，積累了數(shù)萬個實驗數(shù)據(jù)。
氣體超聲流量計的實流標定與現(xiàn)場應用
1 實流標定
計量站用不確定度為0.25%的臨界流文丘利噴嘴作流量標準裝置，按AGA.NO.9［4］報告草案并結(jié)合JJGl98-94檢定規(guī)程[5]分別進行了以下不同測試：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)無彎頭，無過渡部件，無阻力件等。流場較穩(wěn)定，如無脈動流，無旋渦流；"非理想條件"是指在超聲流量計上游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）超聲流量計適宜于高壓、大口徑、大流量工況條件，但對小流量尤其是拐點（最大流量的10%，用Qt表示）以下流量段應慎用（見圖1）。
圖1 12"Q.Sonic-5S超聲流量計理想管路后和非理想管路后測試結(jié)果比較（標況）
說明：雙彎頭后測試中，除流量為240m3/h時，其相對示值誤差為1.45%外，其余各點都在指標內(nèi)。
圖2 12''4S超聲流量計理想管路下正、反向流量示值誤差比較圖（流量計系數(shù)0.9962）
表1 相同條件下聲道數(shù)對超聲流量計的影響 
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