分析天（tiān）燃氣（qì）流量計取壓方式對檢定（dìng）結果的影響及優化措施
點擊次數：2059 發布時間（jiān）：2021-01-08 06:42:45
隨（suí）著社會對於環保認識的日益提高，天然氣作為一種清潔能源在工業生產受到青睞，近年來我國天然氣工業得到長足的發展。天燃氣（qì）流量計作（zuò）為一種高精度的氣體流量計量儀表，被越來（lái）越廣泛地應用（yòng）於天然（rán）氣計量。在天燃氣流量計（jì）的使用過程中，為了保證其計量的準確性和（hé）可靠性，必須按照檢定規程（chéng）對（duì）其進行檢定（檢定周期一般為（wéi）２年），檢定時要從（cóng）表體取壓孔取壓進行補償計算。但在（zài）實際生（shēng）產計量中往往由於所計量的（de）天然氣成分不純，通常會（huì）夾雜一些雜質油汙、沙礫等雜質，造成流量計取壓孔（kǒng）的堵塞和腐蝕，導致正常的檢定過程中取壓工（gōng）作無法進行。於是（shì）有的檢定員就直接從管道取壓孔取壓或不取壓，這（zhè）到底（dǐ）對流量計（jì）的檢（jiǎn）定結果有沒有（yǒu）影響呢？本文則是（shì）利用試驗（yàn）的方法，通過比較流量計表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下的天燃氣流量計檢（jiǎn）定試驗數（shù）據，明確（què）了流量計在兩種取壓方式下的計（jì）量存在的誤差，對於天（tiān）燃氣流量計的檢定工（gōng）作（zuò）提（tí）供了（le）參考。
１、流量（liàng）計工作原理及數據處理
１．１天（tiān）燃氣流量計的工作原（yuán）理
圖１為天燃氣流量計（jì）的結（jié）構圖。當流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發生器後，流體被（bèi）迫繞著發生器劇烈旋轉，形成旋渦。當（dāng）流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作（zuò）用，開始作二次旋轉，形（xíng）成陀螺式的渦流進動（dòng）現象。該進動頻率（lǜ）與流量大小成正（zhèng）比，不受流體的物理性質及密度的影響。檢（jiǎn）測元件測得流（liú）體二次旋轉（zhuǎn）進動頻率，通過計算就可得到流量值，且所測流量值能在較寬的範圍內獲得良好的線性度（dù）。流量（liàng）計算式（shì）為：ｑｖ＝ｆ／Ｋ（１）
式中ｑｖ為體積流量，ｍ３／ｓ；ｆ為旋渦頻（pín）率，Ｈｚ；Ｋ為流量儀表係數，ｍ－３。
天燃（rán）氣（qì）流量計檢定過程（chéng）中使用的取（qǔ）壓孔（kǒng）在表體的下部或側部。為了弄清楚取壓方式對流量（liàng）計檢定準確度的影響（xiǎng），分別在流量計表體取壓孔取壓和管道（dào）取壓孔取壓兩種取壓方式下進（jìn）行了流量計檢定試驗。
１．２試驗數據處理
試驗采用的標準裝置為（wéi）負壓法臨界流音速噴嘴法氣（qì）體流量標準裝置，其準確度等級為０．３級，可以滿足（zú）一般準確度等（děng）級為１．５級的天（tiān）燃氣流量計的檢定要求，檢（jiǎn）定依據為ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量計檢定規程。試驗以不同廠家、不（bú）同口徑（jìng）的天燃氣流量計為例，對采用表體（tǐ）取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點的流量計誤差進行比較。
以使用廣泛的ＤＮ１００Ｂ天燃（rán）氣流量計為例，係統運行時間為６０ｓ，標準裝（zhuāng）置的滯（zhì）止平（píng）均溫度為（wéi）２８．９℃，空間平均濕度為３０％，流（liú）量（liàng）計的平均溫度（dù）為２８．３℃，在表體取壓孔取（qǔ）壓和管道取壓（yā）孔（kǒng）取壓的流量計檢定試驗數據分別如表１、２所示。
由表１、２得到ＤＮ１００Ｂ天燃氣流量計在兩種取壓方式下（xià）的（de）流量計相對誤差曲線如圖（tú）２所示。
以某公司生產的ＴＤＳ２００ＢＴ天燃氣流量計為（wéi）
例，係統運行時間為（wéi）６０ｓ，標準裝置（zhì）的滯止平均（jun1）溫度為２９．７℃，空間平均濕度為（wéi）４２％，流量計的平均溫度為２９．３℃，在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計檢定試驗數據分別如表３、４所示。兩種（zhǒng）取壓（yā）方式下的流量計相對誤差曲線如（rú）圖３所示。
表１～４中的儀表係數計算（suàn）方法參見ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量計檢定規程。流量（liàng）計相（xiàng）對誤差的計算（suàn）公式為：
式中Ｅ為流量計相對誤差（chà），％；Ｋｉ為檢定過程中計算得出（chū）的儀表係數，ｍ－３；Ｋ０為原始狀態的儀表（biǎo）係數，ｍ－３。
２、取壓方式的影響分析
從以上數據表和曲線圖中可以看出（chū）：天燃氣流量（liàng）計型號一定（dìng）的情況下，用表體取壓孔取壓方式檢定流量計時（shí）流量計的線性度較好，用管（guǎn）道取壓孔取壓方（fāng）式檢定流量計（jì）時流量計的線性度較差；流量測點相（xiàng）同（tóng）的情（qíng）況下，表體取壓孔取壓檢定方式的流量計誤差較小，管道（dào）取壓孔取壓檢定方式的流量計誤差較大；兩種取壓方式引起的誤差隨著流（liú）量的增大而逐漸增大，在（zài）流量為２ ９００ｍ３／ｈ時兩者相差近６．２％，遠遠超出了流量計的準確度（dù）等級。所以，在天燃氣流量計的檢定過（guò）程中，應避免在流量計表體取壓孔以外的地方取壓進行檢定。
３、流量計使用改進（jìn）措施
綜上所述，天燃氣流（liú）量計在檢定（dìng）過程中，管道取壓孔取壓方式對流（liú）量計檢定結果的影響較大。為了保證天燃氣流量計檢定工作的準確性、科學性和公正（zhèng）性，避免由（yóu）於流量計表體取壓孔堵塞而導致檢定員在管道（dào）取壓孔取壓對流量計進行檢定，提出以下（xià）改進措施（shī）。
１）建議天燃氣（qì）流量計（jì）生產廠家在不（bú）影響流量計性能的前提（tí）下，適當（dāng）改進（jìn）流量計的結構，比如可以提高取壓孔的位（wèi）置，避免其被雜物堵塞。
２）用戶在使用現場可在天燃氣流量計前端安裝過（guò）濾裝置，將雜物濾除掉。
３）天燃（rán）氣流量計出廠時（shí）將取壓孔外部螺絲塗抹潤滑油，同時將取壓孔內部（bù）用橡皮塞堵上，防止雜物堵塞和取壓孔生鏽（xiù）。
４）天燃氣流量計檢定過程（chéng）中，如果點流量變化較大，而（ér）流量計壓力變化不明顯時，檢定係統應設置取壓無效報警，以提示檢定人員采取相應補救措施。
１、流量（liàng）計工作原理及數據處理
１．１天（tiān）燃氣流量計的工作原（yuán）理
圖１為天燃氣流量計（jì）的結（jié）構圖。當流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發生器後，流體被（bèi）迫繞著發生器劇烈旋轉，形成旋渦。當（dāng）流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作（zuò）用，開始作二次旋轉，形（xíng）成陀螺式的渦流進動（dòng）現象。該進動頻率（lǜ）與流量大小成正（zhèng）比，不受流體的物理性質及密度的影響。檢（jiǎn）測元件測得流（liú）體二次旋轉（zhuǎn）進動頻率，通過計算就可得到流量值，且所測流量值能在較寬的範圍內獲得良好的線性度（dù）。流量（liàng）計算式（shì）為：ｑｖ＝ｆ／Ｋ（１）
式中ｑｖ為體積流量，ｍ３／ｓ；ｆ為旋渦頻（pín）率，Ｈｚ；Ｋ為流量儀表係數，ｍ－３。
天燃（rán）氣（qì）流量計檢定過程（chéng）中使用的取（qǔ）壓孔（kǒng）在表體的下部或側部。為了弄清楚取壓方式對流量（liàng）計檢定準確度的影響（xiǎng），分別在流量計表體取壓孔取壓和管道（dào）取壓孔取壓兩種取壓方式下進（jìn）行了流量計檢定試驗。
１．２試驗數據處理
試驗采用的標準裝置為（wéi）負壓法臨界流音速噴嘴法氣（qì）體流量標準裝置，其準確度等級為０．３級，可以滿足（zú）一般準確度等（děng）級為１．５級的天（tiān）燃氣流量計的檢定要求，檢（jiǎn）定依據為ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量計檢定規程。試驗以不同廠家、不（bú）同口徑（jìng）的天燃氣流量計為例，對采用表體（tǐ）取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點的流量計誤差進行比較。
以使用廣泛的ＤＮ１００Ｂ天燃（rán）氣流量計為例，係統運行時間為６０ｓ，標準裝（zhuāng）置的滯（zhì）止平（píng）均溫度為（wéi）２８．９℃，空間平均濕度為３０％，流（liú）量（liàng）計的平均溫度（dù）為２８．３℃，在表體取壓孔取（qǔ）壓和管道取壓（yā）孔（kǒng）取壓的流量計檢定試驗數據分別如表１、２所示。
由表１、２得到ＤＮ１００Ｂ天燃氣流量計在兩種取壓方式下（xià）的（de）流量計相對誤差曲線如圖（tú）２所示。
以某公司生產的ＴＤＳ２００ＢＴ天燃氣流量計為（wéi）
例，係統運行時間為（wéi）６０ｓ，標準裝置（zhì）的滯止平均（jun1）溫度為２９．７℃，空間平均濕度為（wéi）４２％，流量計的平均溫度為２９．３℃，在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計檢定試驗數據分別如表３、４所示。兩種（zhǒng）取壓（yā）方式下的流量計相對誤差曲線如（rú）圖３所示。
表１～４中的儀表係數計算（suàn）方法參見ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量計檢定規程。流量（liàng）計相（xiàng）對誤差的計算（suàn）公式為：
式中Ｅ為流量計相對誤差（chà），％；Ｋｉ為檢定過程中計算得出（chū）的儀表係數，ｍ－３；Ｋ０為原始狀態的儀表（biǎo）係數，ｍ－３。
２、取壓方式的影響分析
從以上數據表和曲線圖中可以看出（chū）：天燃氣流量（liàng）計型號一定（dìng）的情況下，用表體取壓孔取壓方式檢定流量計時（shí）流量計的線性度較好，用管（guǎn）道取壓孔取壓方（fāng）式檢定流量計（jì）時流量計的線性度較差；流量測點相（xiàng）同（tóng）的情（qíng）況下，表體取壓孔取壓檢定方式的流量計誤差較小，管道（dào）取壓孔取壓檢定方式的流量計誤差較大；兩種取壓方式引起的誤差隨著流（liú）量的增大而逐漸增大，在（zài）流量為２ ９００ｍ３／ｈ時兩者相差近６．２％，遠遠超出了流量計的準確度（dù）等級。所以，在天燃氣流量計的檢定過（guò）程中，應避免在流量計表體取壓孔以外的地方取壓進行檢定。
３、流量計使用改進（jìn）措施
綜上所述，天燃氣流（liú）量計在檢定（dìng）過程中，管道取壓孔取壓方式對流（liú）量計檢定結果的影響較大。為了保證天燃氣流量計檢定工作的準確性、科學性和公正（zhèng）性，避免由（yóu）於流量計表體取壓孔堵塞而導致檢定員在管道（dào）取壓孔取壓對流量計進行檢定，提出以下（xià）改進措施（shī）。
１）建議天燃氣（qì）流量計（jì）生產廠家在不（bú）影響流量計性能的前提（tí）下，適當（dāng）改進（jìn）流量計的結構，比如可以提高取壓孔的位（wèi）置，避免其被雜物堵塞。
２）用戶在使用現場可在天燃氣流量計前端安裝過（guò）濾裝置，將雜物濾除掉。
３）天燃（rán）氣流量計出廠時（shí）將取壓孔外部螺絲塗抹潤滑油，同時將取壓孔內部（bù）用橡皮塞堵上，防止雜物堵塞和取壓孔生鏽（xiù）。
４）天燃氣流量計檢定過程（chéng）中，如果點流量變化較大，而（ér）流量計壓力變化不明顯時，檢定係統應設置取壓無效報警，以提示檢定人員采取相應補救措施。