常州鑫旺儀表有限公司天然氣流量計(jì)計(jì)量精度研究綜述
作者:常州鑫旺儀表有限公司
2020-12-26
輸差的控制離不開流量計(jì)精確的計(jì)量。計(jì)量裝置引起的輸差問題相比于漏氣、竊氣等更不易察覺；但由于計(jì)量系統(tǒng)出 現(xiàn)故障造成的計(jì)量誤差，其引起輸差的可能性遠(yuǎn)大于管道漏氣、竊氣。而且計(jì)量系統(tǒng)容易及時(shí)處理、巡線，能有效察覺儀表 故障。應(yīng)考慮提高流量計(jì)的準(zhǔn)確性作為控制輸差的首要措施。分析流量計(jì)計(jì)量精度的影響因素，客觀公正且準(zhǔn)確地對(duì)天然氣 進(jìn)行計(jì)量，降低輸差率，已經(jīng)成為天然氣生產(chǎn)科研工作、經(jīng)營(yíng)管理中的一項(xiàng)重要工作。
1.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
我國(guó)在年開始試驗(yàn)研宄孔板等節(jié)流裝置，主要包括：流 出系數(shù)的驗(yàn)證試驗(yàn)，節(jié)流裝置的安裝和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，試驗(yàn)用的 標(biāo)準(zhǔn)流量裝置和差壓測(cè)量裝置及試驗(yàn)方法等。目前，國(guó)內(nèi)一 些單位也開始圍繞孔板類節(jié)流元件的流場(chǎng)問題進(jìn)行數(shù)值模 擬研宄在采用數(shù)值模擬的相關(guān)應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)目前鮮有利用 技術(shù)模擬孔板流量計(jì)的內(nèi)部流場(chǎng)定量分析孔板的自身結(jié)構(gòu) 影響計(jì)量精度。大多數(shù)成果是在參考國(guó)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ) 上，定性分析這些影響因素。
陳家慶等人曾將數(shù)值模擬應(yīng)用到在標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)中， 建立三維孔板流量計(jì)模型，以水為介質(zhì)，通過流場(chǎng)分析了流 出系數(shù)隨流量變化的情況，然后再同經(jīng)驗(yàn)公式得出的流出系 數(shù)值進(jìn)行比較，得到流量計(jì)量精度影響流量變化的程度。李 振林的《整流器對(duì)天然氣管道內(nèi)計(jì)量段流動(dòng)影響的數(shù)值模 擬》和張永學(xué)的《帶匯管的天然氣管路對(duì)流量計(jì)量性能的影 響研宄》研宄了不同管路內(nèi)部流場(chǎng)對(duì)計(jì)量段的影響，給出了 在保證流量計(jì)計(jì)量精度的情況下上游直管段的安裝長(zhǎng)度。張 樹華在文章《標(biāo)準(zhǔn)孔板流量測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方案及流量計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)基本技術(shù)要求》中探討了數(shù)值模擬的應(yīng)用，通過研宄微 型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件的要求并分析標(biāo)準(zhǔn)孔板流量測(cè)量現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)施方案，以此保證了計(jì)量的準(zhǔn)確性。
同國(guó)外大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和大量數(shù)值模擬孔板節(jié)流流場(chǎng)的 研宄相比，國(guó)內(nèi)關(guān)于孔板流量計(jì)流場(chǎng)及計(jì)量精度影響因素的 研宄較少，或直接引用國(guó)外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析結(jié)論，大多是對(duì) 孔板流量計(jì)的影響因素作一個(gè)定性分析，對(duì)孔板流量計(jì)計(jì)量 精度影響因素分析缺乏定量的研宄數(shù)據(jù)。本文將定量研宄孔 板流量計(jì)前阻流件和孔板的自身結(jié)構(gòu)等因素對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性 的影響。
2.國(guó)外現(xiàn)狀
美國(guó)在年開始采用孔板流量計(jì)進(jìn)行天然氣流量的測(cè)量。 托馬斯韋默思于年（在會(huì)報(bào)上發(fā)表了天然氣測(cè)量用法蘭取壓 法的孔板流量計(jì)的論文。年后關(guān)于用孔板測(cè)量空氣、水、天 然氣及蒸汽等的論文陸續(xù)發(fā)表年為系統(tǒng)地研宄天然氣用孔 板流量計(jì)測(cè)量，美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)成立了氣體測(cè)量委員會(huì)。普 遍應(yīng)用的節(jié)流裝置（孔板和噴嘴）在上世紀(jì)年代實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
為實(shí)現(xiàn)節(jié)流裝置的標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)際流量界在世紀(jì)至年代之 間，組織大批研宄人員對(duì)計(jì)量相關(guān)的課題展開了研宄。美國(guó) 號(hào)報(bào)告羅列出了項(xiàng)專題研宄，節(jié)流設(shè)備制造、安裝和使用各 個(gè)環(huán)節(jié)都開展深入的試驗(yàn)研宄，主要涉及了影響孔板幾何形 狀，安裝偏心度及變形與尺寸及表面狀況等因素。除了空氣、 天然氣、水等試驗(yàn)介質(zhì)外，油、蒸汽等也被列入試驗(yàn)。
歐美等在上世紀(jì)、年代開展了大規(guī)?？装辶髁坑?jì)試驗(yàn)， EEC實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和API實(shí)驗(yàn)計(jì)劃較為著名。這些實(shí)驗(yàn)奠定了孔 板流出系數(shù)公式的基礎(chǔ)，也是修正孔板流出因素的數(shù)據(jù)庫(kù) 的?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研宄的力度在這個(gè)年代逐步加強(qiáng)，且儀表與流 量測(cè)量技術(shù)隨著電子、制造及計(jì)算機(jī)技術(shù)地不斷提高得以迅 猛發(fā)展，關(guān)于節(jié)流裝置的試驗(yàn)的研宄也在不斷發(fā)展的計(jì)算流 體力學(xué)理論和精度益提高的測(cè)試設(shè)備推動(dòng)下不斷地深入，并 能從微觀上把握。非定常流干擾和非充分發(fā)展管流干擾這些 過去難以破解的領(lǐng)域也開始取得進(jìn)展。
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