氣體超聲流量計的實(shí)流標定與現場(chǎng)應用
加入技術(shù)交流群
目前，在中國天然氣計量系統中以孔板流量計為主。眾所周知，孔板流量計由節流裝置、導壓管路系統、差壓計組成。其特點(diǎn)是量程比小，壓損大，對脈動(dòng)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?jì)x表誤差（節流裝置的設計、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(lái)的誤差（較長(cháng)時(shí)間內，流量的變化超出了所選儀表的測量范圍，或者脈動(dòng)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(dòng)流的抑制及誤差估 計提供一些數據供用戶(hù)使用參考，但要應付現場(chǎng)的需要仍有很多不足之處：①現場(chǎng)的阻流件類(lèi)型遠多于標準中提供的，并且阻流件的組合形式千變萬(wàn)化，因此現場(chǎng)仍有些問(wèn)題有待解決（如旋風(fēng)分離器、匯管在標準中就沒(méi)有規定）；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(cháng)度會(huì )帶來(lái)附加壓損，同時(shí)也會(huì )增加使用維護工作量?？装宀贿m于測脈動(dòng)流，因差壓信號與流量為非線(xiàn)性關(guān)系，引壓管線(xiàn)使信號遲滯及畸變，節流件對脈動(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貿易結算精度的因素多，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的精度是業(yè)內人士普遍關(guān)心的問(wèn)題，并相應開(kāi)發(fā)了大量的新型流量計。在諸多流量計中，通過(guò)中國天然氣流量計量站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)計量站）天然氣實(shí)流測試與現場(chǎng)應用，證明超聲流量計、智能型旋進(jìn)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模最大的天然氣計量站，擁有質(zhì)量一時(shí)間法（mt）一級標準系統（其不確定度0.1%）和臨界流文丘利噴嘴次級標準系統（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(jìn)行了實(shí)流標定與比對，積累了數萬(wàn)個(gè)實(shí)驗數據。
氣體超聲流量計的實(shí)流標定與現場(chǎng)應用
1 實(shí)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］報告草案并結合JJGl98-94檢定規程[5]分別進(jìn)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?xún)葻o(wú)彎頭，無(wú)過(guò)渡部件，無(wú)阻力件等。流場(chǎng)較穩定，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(diǎn)（最大流量的10%，用Qt表示）以下流量段應慎用（見(jiàn)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果比較（標況）
說(shuō)明：雙彎頭后測試中，除流量為240m3/h時(shí)，其相對示值誤差為1.45%外，其余各點(diǎn)都在指標內。
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0.9962）
表1 相同條件下聲道數對超聲流量計的影響 
評論