淺談安裝條件對流量計檢定結果的影響

宋士屯 侯陽

摘 要：在流量計檢定過程中，被檢流量計的安裝條件不同會對檢定結果造成不同的影響。本文主要對現場比較容易出現的幾種安裝條件下超聲流量計的計量性能做了測試統計，在基本一致的檢定流量點處對不同安裝條件下的被檢流量計進行測試，指出了不同安裝條件對檢定結果所造成的影響，強調了開展流量計檢定、校準工作時流量計按規范正確安裝的必要性。

關鍵詞：安裝條件；流態畸變；誤差

1 概述

隨著國內天然氣事業的發展，天然氣計量顯得尤為重要，這就對天然氣流量計的檢定、校準提出了更高的要求。影響流量計檢定結果的因素有很多，溫度、壓力的波動以及由于安裝問題導致的流態畸變都會使檢定結果存在較大的誤差。對于計量站的工作人員來講，開展流量計檢定工作會伴隨大量的流量計拆裝作業，流量計的安裝條件不同會對檢定結果造成不同程度的影響，目前對流量計安裝要求的試驗還十分有限[1]，本文以DN150丹尼爾多聲道超聲流量計用作被檢表為例，通過對幾種不同的安裝條件進行測試，收集不同安裝條件下的檢定結果數據，在不考慮溫度、壓力等其他因素的情況下，對各種條件所造成的檢定結果的誤差進行了分析。

2 測試方法

流量計及管道的安裝配置通常會使天然氣的流態發生各種各樣的畸變，為了最大限度的不影響流量計的計量結果，流量計的安裝應符合相應的規范。為了了解不同安裝條件所造成的影響，結合現場實際工作條件，對以下幾種比較容易出現的情況進行測試。

①安裝時流量計上游10D處加整流板（D為流量計內徑，以下相同）。

②安裝時不加整流板。

③安裝時加整流板但整流板部分堵塞。

④安裝時流量計上游直管段內徑與流量計內徑不一致。

在對同一臺超聲流量計檢定過程中，通過對被檢流量計進行以上四種條件下的安裝，得出不同的檢定結果，并分析各種安裝條件所造成的誤差。為了簡化實驗內容，對于每種安裝條件取兩個流量測試點，每個點取樣三次求平均值，將被檢流量計測得結果與標準流量計測得結果進行比較。

3 測試結果及數據分析

3.1 上游10D處加整流板

安裝整流板可以最大限度的減小或消除天然氣流態畸變對流量計計量性能產生的不利影響，但整流板的作用只是“調整”天然氣的流場，并不能完全消除流態畸變。結合現場實際條件，“整流板+上游10D直管段+被檢流量計+下游10D直管段”，氣體流態相對來說會比較理想，這種條件下測得結果應該是相對來說最可靠的。測試數據見圖1。

3.2 安裝時不加整流板

流量計安裝時，在不安裝流動調整器的情況下，多聲道超聲流量計上游直管段長度至少為10D，下游直管段長度至少為5D[2]。但是，氣體在封閉的管道中傳輸會由于各種原因造成流場發生變化，盡管測試現場被檢流量計上游直管段足夠長，可是一般來講，相比安裝整流板，在不安裝整流板的條件下，氣體流動條件沒有得到進一步優化，會對流量計計量造成一定影響，進而流量計檢定時檢定結果會產生一定的偏差。測試數據見圖2。

3.3 整流板部分堵塞

超聲流量計是通過測量超聲波波束通過流體的時間差來計算流體流量的，而流體的速度分布不均勻會對超聲波波束通過流體的時間造成影響，進而影響流量計的計量性能。通過對整流板堵塞一部分可以明顯造成流體的速度分布不均勻，為了達到測試效果，我們將整流板取出并進行了封堵，整流板的堵塞情況如圖4。在此種條件下，可以明顯看出流量計出現較大的偏差，流量計檢定時對檢定結果影響較大。測試數據見圖3。

3.4 被檢流量計上游直管段內徑與被檢流量計內徑不一致

一般來講，流量計的內徑、連接法蘭及其緊鄰的上下游直管段應具有相同的內徑，其偏差應在管徑的±1%以內，流量計及其緊鄰的直管段在組裝時應嚴格對中，并保證其內部流通通道的光滑、平直，不得在連接部分出現臺階及突入的墊片等擾動氣流的障礙[1]。但在實際的被檢流量計安裝過程中，由于現場工作人員疏忽或確實由于現場配管條件限制導致流量計上下游直管段內徑與流量計內徑不一致，這種情況也會對檢定結果造成影響。本次測試選用的丹尼爾DN150超聲流量計內徑為147mm，安裝時選用的上游直管段內徑為154mm，顯然內徑偏差高于±1%，對檢定結果造成的誤差也是不可忽略的。測試數據見圖5。

3.5 不同安裝條件下檢定結果誤差分析

由于每種安裝條件下兩個流量測試點基本一致，現對不同安裝條件下的檢定結果進行比較，檢定結果誤差統計見表1。對四種安裝條件進行比較可知，“整流板+上游10D直管段+被檢流量計+下游10D直管段”這種安裝條件可以最大程度的減小氣體流態的畸變，所以測試結果0.783%、0.595%相對來說是最可靠的，其他安裝條件與之比較基本可以看出對檢定結果的影響程度，通過對比可知，其他安裝條件所造成的影響都是正誤差，也就是說流量計的計量結果偏大，會多計量一些。對于此次測試現場來說，在用DN150檢定支路對相應丹尼爾超聲流量計開展檢定工作時，可以看出在不裝整流板和流量計內徑與直管段內徑不一致兩種安裝條件下流量計的檢定結果均會造成一定的正誤差。對于整流板堵塞這種條件，由于此次測試將整流板的1/3左右進行了封堵，兩個流量點測得檢定誤差分別為1.419%、1.206%，相對于可靠值得偏離程度很大，但這種安裝條件下的檢定結果是隨著整流板的封堵程度變化的，整流板封堵程度的不同對檢定結果的影響程度也不相同。

4 結論

在流量計檢定工作開展過程中，流量計的安裝條件不同使天然氣的流態也會發生不同的變化，進而對流量計的檢定結果產生一定影響。因此，在流量計檢定、校準工作中，現場工作人員必須以高度負責的態度，按規范正確安裝被檢流量計，被檢流量計處于最優的安裝條件下才能獲得最準確的檢定結果。

參考文獻：

[1]GB/T 18604-2001，用氣體超聲流量計測量天然氣流量[S].

[2]JJG 1030-2007，超聲流量計檢定規程[S].、