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浅谈安装条件对天然气流量计检定结果的影响

来源：ABG仪表集团-艾博格仪表科技（江苏）有限公司   2016年04月14日 09:43  

1、概述
  随着国内天然气事业的发展， 天然气计量显得尤为重要， 这就对天然气流量计的检定、 校准提出了更高的要求。影响流量计检定结果的因素有很多， 温度、 压力的波动以及由于安装问题导致的流
态畸变都会使检定结果存在较大的误差。对于计量站的工作人员来讲， 开展流量计检定工作会伴随大量的流量计拆装作业， 流量计的安装条件不同会对检定结果造成不同程度的影响， 目前对流量计安
装要求的试验还十分有限[1]， 本文以 DN150 丹尼尔多声道超声流量计用作被检表为例， 通过对几种不同的安装条件进行测试， 收集不同安装条件下的检定结果数据， 在不考虑温度、 压力等其他因素的情况下， 对各种条件所造成的检定结果的误差进行了分析。
2、测试方法
  天然气流量计及管道的安装配置通常会使天然气的流态发生各种各样的畸变， 为了zui大限度的不影响流量计的计量结果， 流量计的安装应符合相应的规范。为了了解不同安装条件所造成的影响， 结合现场实际工作条件， 对以下几种比较容易出现的情况进行测试。
①安装时流量计上游 10D 处加整流板 （D 为流量计内径， 以下相同）。
②安装时不加整流板。
③安装时加整流板但整流板部分堵塞。
④安装时流量计上游直管段内径与流量计内径不一致。
在对同一台超声流量计检定过程中， 通过对被检流量计进行以上四种条件下的安装， 得出不同的检定结果， 并分析各种安装条件所造成的误差。为了简化实验内容， 对于每种安装条件取两个流量
测试点， 每个点取样三次求平均值， 将被检流量计测得结果与标准流量计测得结果进行比较。
3、测试结果及数据分析
3.1 上游 10D 处加整流板
  安装整流板可以zui大限度的减小或消除天然气流态畸变对流量计计量性能产生的不利影响， 但整流板的作用只是 “调整” 天然气的流场， 并不能*消除流态畸变。结合现场实际条件， “整流板+上游 10D 直管段+被检流量计+下游 10D 直管段” ，气体流态相对来说会比较理想， 这种条件下测得结果应该是相对来说zui可靠的。测试数据见图 1。

3.2 安装时不加整流板
  天然气流量计安装时， 在不安装流动调整器的情况下， 多声道超声流量计上游直管段长度至少为 10D， 下游直管段长度至少为 5D。但是，气体在封闭的管道中传输会由于各种原因造成流场发生变化，尽管测试现场被检流量计上游直管段足够长， 可是一般来讲， 相比安装整流板， 在不安装整流板的条件下， 气体流动条件没有得到进一步优化， 会对流量计计量造成一定影响， 进而流量计检定时检定结果会产生一定的偏差。测试数据见图 2。

3.3 整流板部分堵塞
  超声流量计是通过测量超声波波束通过流体的时间差来计算流体流量的， 而流体的速度分布不均匀会对超声波波束通过流体的时间造成影响， 进而影响流量计的计量性能。通过对整流板堵塞一部分可以明显造成流体的速度分布不均匀，为了达到测试效果， 我们将整流板取出并进行了封堵， 整流板的堵塞情况如图 4。 在此种条件下， 可以明显看出流量计出现较大的偏差， 流量计检定时对检定
结果影响较大。测试数据见图 3。

3.4 被检天然气流量计上游直管段内径与被检流量计内径不一致
  一般来讲， 流量计的内径、 连接法兰及其紧邻的上下游直管段应具有相同的内径， 其偏差应在管径的±1%以内， 流量计及其紧邻的直管段在组装时应严格对中， 并保证其内部流通通道的光滑、 平直，不得在连接部分出现台阶及突入的垫片等扰动气流的障碍。但在实际的被检流量计安装过程中， 由于现场工作人员疏忽或确实由于现场配管条件限制导致流量计上下游直管段内径与流量计内径不
一致， 这种情况也会对检定结果造成影响。本次测试选用的丹尼尔DN150 超声流量计内径为 147mm， 安装时选用的上游直管段内径为154mm， 显然内径偏差高于±1%， 对检定结果造成的误差也是不可忽略的。测试数据见图 5。

3.5 不同安装条件下检定结果误差分析
  由于每种安装条件下两个流量测试点基本一致， 现对不同安装条件下的检定结果进行比较， 检定结果误差统计见表 1。 对四种安装条件进行比较可知， “整流板+上游 10D 直管段+被检流量计+下游10D 直管段” 这种安装条件可以zui大程度的减小气体流态的畸变， 所以测试结果 0.783%、 0.595%相对来说是zui可靠的，其他安装条件与之比较基本可以看出对检定结果的影响程度， 通过对比可知， 其他安装条件所造成的影响都是正误差， 也就是说流量计的计量结果偏大， 会多计量一些。 对于此次测试现场来说， 在用 DN150 检定支路对相应丹尼尔超声流量计开展检定工作时， 可以看出在不装整流板和流量计内径与直管段内径不一致两种安装条件下流量计的检定结果均会造成一定的正误差。对于整流板堵塞这种条件， 由于此次测试将整流板的 1/3 左右进行了封堵，两个流量点测得检定误差分别为 1.419%、 1.206%， 相对于可靠值得偏离程度很大， 但这种安装条件下的检定结果是随着整流板的封堵程度变化的， 整流板封堵程度的不同对检定结果的影响程度也不相同。

在天然气流量计检定工作开展过程中， 流量计的安装条件不同使天然气的流态也会发生不同的变化， 进而对流量计的检定结果产生一定影响。因此， 在流量计检定、 校准工作中， 现场工作人员必须以高度负责的态度， 按规范正确安装被检流量计， 被检流量计处于*的安装条件下才能获得zui准确的检定结果。

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