常州鑫旺儀表有限公司天然氣流量計計量精度研究綜述
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精確的計量。計量裝置引起的輸差問題相比于漏氣、竊氣等更不易察覺；但由于計量系統(tǒng)出 現(xiàn)故障造成的計量誤差，其引起輸差的可能性遠大于管道漏氣、竊氣。而且計量系統(tǒng)容易及時處理、巡線，能有效察覺儀表 故障。應考慮提高流量計的準確性作為控制輸差的首要措施。分析流量計計量精度的影響因素，客觀公正且準確地對天然氣 進行計量，降低輸差率，已經(jīng)成為天然氣生產(chǎn)科研工作、經(jīng)營管理中的一項重要工作。
1.國內(nèi)現(xiàn)狀
我國在年開始試驗研宄孔板等節(jié)流裝置，主要包括：流 出系數(shù)的驗證試驗，節(jié)流裝置的安裝和結(jié)構(gòu)試驗，試驗用的 標準流量裝置和差壓測量裝置及試驗方法等。目前，國內(nèi)一 些單位也開始圍繞孔板類節(jié)流元件的流場問題進行數(shù)值模 擬研宄在采用數(shù)值模擬的相關應用方面，國內(nèi)目前鮮有利用 技術模擬孔板流量計的內(nèi)部流場定量分析孔板的自身結(jié)構(gòu) 影響計量精度。大多數(shù)成果是在參考國外實驗結(jié)果的基礎 上，定性分析這些影響因素。
陳家慶等人曾將數(shù)值模擬應用到在標準孔板流量計中， 建立三維孔板流量計模型，以水為介質(zhì)，通過流場分析了流 出系數(shù)隨流量變化的情況，然后再同經(jīng)驗公式得出的流出系 數(shù)值進行比較，得到流量計量精度影響流量變化的程度。李 振林的《整流器對天然氣管道內(nèi)計量段流動影響的數(shù)值模 擬》和張永學的《帶匯管的天然氣管路對流量計量性能的影 響研宄》研宄了不同管路內(nèi)部流場對計量段的影響，給出了 在保證流量計計量精度的情況下上游直管段的安裝長度。張 樹華在文章《標準孔板流量測量現(xiàn)場實施方案及流量計算機 系統(tǒng)基本技術要求》中探討了數(shù)值模擬的應用，通過研宄微 型計算機系統(tǒng)的軟硬件的要求并分析標準孔板流量測量現(xiàn) 場實施方案，以此保證了計量的準確性。
同國外大量實驗數(shù)據(jù)和大量數(shù)值模擬孔板節(jié)流流場的 研宄相比，國內(nèi)關于孔板流量計流場及計量精度影響因素的 研宄較少，或直接引用國外實驗數(shù)據(jù)及分析結(jié)論，大多是對 孔板流量計的影響因素作一個定性分析，對孔板流量計計量 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 板流量計前阻流件和孔板的自身結(jié)構(gòu)等因素對計量準確性 的影響。
2.國外現(xiàn)狀
美國在年開始采用孔板流量計進行天然氣流量的測量。 托馬斯韋默思于年（在會報上發(fā)表了天然氣測量用法蘭取壓 法的孔板流量計的論文。年后關于用孔板測量空氣、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 板流量計測量，美國天然氣協(xié)會成立了氣體測量委員會。普 遍應用的節(jié)流裝置（孔板和噴嘴）在上世紀年代實現(xiàn)標準化。
為實現(xiàn)節(jié)流裝置的標準化，國際流量界在世紀至年代之 間，組織大批研宄人員對計量相關的課題展開了研宄。美國 號報告羅列出了項專題研宄，節(jié)流設備制造、安裝和使用各 個環(huán)節(jié)都開展深入的試驗研宄，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、水等試驗介質(zhì)外，油、蒸汽等也被列入試驗。
歐美等在上世紀、年代開展了大規(guī)?？装辶髁坑嬙囼灒?EEC實驗計劃和API實驗計劃較為著名。這些實驗奠定了孔 板流出系數(shù)公式的基礎，也是修正孔板流出因素的數(shù)據(jù)庫 的?，F(xiàn)場試驗研宄的力度在這個年代逐步加強，且儀表與流 量測量技術隨著電子、制造及計算機技術地不斷提高得以迅 猛發(fā)展，關于節(jié)流裝置的試驗的研宄也在不斷發(fā)展的計算流 體力學理論和精度益提高的測試設備推動下不斷地深入，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 過去難以破解的領域也開始取得進展。
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