摘要:爲确保(bao)高壓天然氣(qì)流量計 在檢(jian)定周期性能(néng)的穩定可靠(kao)，需要定期對(dui)在用流量計(jì)進行🙇🏻核查測(ce)試，使用中檢(jiǎn)驗隻能作爲(wèi)一種輔助手(shǒu)段确🍓認流🚶‍♀️量(liàng)計的工作狀(zhuang)态，但無法确(que)認流量計精(jing)度是否發生(shēng)變化，在線比(bi)對受現場條(tiáo)件限制實時(shi)較爲🔴困難，文(wén)章從比對流(liu)量計選型、軟(ruǎn)件配備✨、實施(shi)方法幾✌️個方(fang)面結合現場(chǎng)實際，提🔅出一(yi)種可适👣用現(xian)場的在線實(shí)流比對方法(fa)。
1概述
　　随着天(tian)然氣工業的(de)發展，天然氣(qì)貿易量與日(rì)俱增，經濟全(quán)球化的推進(jin)，我國天然氣(qì)貿易交接計(jì)量越😍來越多(duō)，天👌然氣計量(liàng)🌐的準确可靠(kào)性愈來愈受(shòu)到關注，已關(guan)系到國計民(min)生。天然氣💜易(yì)燃、易爆、可壓(yā)縮、組分複雜(zá)等特性，導緻(zhi)天然氣計量(liàng)成爲全球計(jì)量學📞領域中(zhong)的難點，爲了(le)提高天然氣(qi)計量🏃🏻正确率(lǜ)，确保♈計量準(zhun)确可靠，按照(zhao)《計量法》要📐求(qiú)需定期對天(tiān)然氣流量計(jì)進行檢定🈚和(he)校準［1－2］，确保流(liú)量計的準确(què)可靠。
　　按照流(liu)量計檢定規(gui)程［3－4］的要求，現(xiàn)場在用的流(liú)量計檢🌐定✨周(zhōu)💋期一般爲2年(nian)，由于流量計(ji)使用條件較(jiào)爲複🌈雜，影💔響(xiang)流♊量計的因(yin)素多，在檢定(dìng)周期内流量(liang)計的‼️性能可(ke)能會發✔️生變(bian)化，影響買賣(mài)雙方貿易計(ji)量的公平，所(suǒ)以需要定期(qī)對檢定周期(qi)内的流量計(jì)進行在線核(hé)查，确認流量(liang)計工作性能(néng)及精度，目前(qian)主要核查方(fāng)式有超聲流(liu)量計的使👌用(yòng)中檢驗和流(liú)量計比對。
2流(liu)量計在線核(he)查方案分析(xi)
2.1利用超聲流(liú)量計診斷軟(ruan)件進行使用(yòng)中檢驗
　　随着(zhe) 超聲流量計(ji) 計量技術的(de)不斷發展，目(mu)前在用超聲(shēng)流量計的廠(chǎng)♊家均配備使(shi)用中檢驗的(de)配套軟件，按(an)照國家标準(zhun)GB/T30500—2014《氣體🔆超聲流(liú)量計使🏃🏻‍♂️用中(zhōng)檢驗聲速檢(jiǎn)驗法》［5］對超聲(shēng)流量計的聲(sheng)速、信号質量(liang)、增益、信噪比(bi)、流速系數5個(ge)🌈參數進行🔞診(zhen)斷，通過這些(xiē)參數的監測(ce)，可分析流量(liang)🐪計的性能，确(què)認流量計的(de)工作狀态。這(zhè)些參數的組(zǔ)⁉️合可作爲形(xing)成👅專用監測(ce)系統的基礎(chǔ)。有關自🐪診斷(duan)信息分析方(fāng)法的示例如(rú)表1所示。

　　流量計的(de)使用中檢驗(yan)可分析流量(liàng)計的工作狀(zhuang)态，确保在用(yong)流☎️量計的性(xìng)能正常，但是(shì)，流量計的各(gè)項分析參數(shu)正常并不能(néng)确認計量的(de)精度一定好(hǎo)，僅能作爲一(yī)種輔助手段(duan)進行參考，同(tong)時由于 渦輪(lun)流量計 是機(jī)械原件，無法(fǎ)對渦輪流量(liàng)計進行診斷(duan)，進而判斷渦(wo)輪流量計的(de)性能。
2.2通過流(liu)量計比對方(fang)法進行核查(cha)
　　流量計比對(dui)是選用2台流(liú)量計串聯安(an)裝或者通過(guo)流程☎️切換使(shi)2台流量計串(chuàn)聯的方式進(jìn)行測試，比較(jiào)♍2台流☀️量計相(xiang)同時間段内(nei)的累計流量(liàng)值，進而分析(xi)流量計的計(jì)量性能，如圖(tu)1所示。
通過定(dìng)期比較2台流(liu)量計流量偏(piān)差，确保在檢(jian)定周期💞内流(liu)量計的偏差(chà)在檢定規程(chéng)允許的範圍(wei)内，該種方法(fa)可使用所有(you)♈類型流量計(ji)，較使用中檢(jian)驗可更直接(jie)反映流㊙️量計(ji)計量的正确(què)率。
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3流量計在(zai)線比對核查(chá)技術路線
　　流(liú)量計在線比(bi)對較使用中(zhōng)檢驗有較大(dà)的優勢，但是(shi)受現場流程(cheng)條件限制，實(shí)施起來難度(dù)較大。流量計(ji)對上下遊直(zhí)管段要求較(jiao)爲嚴格，由于(yú)大多數場站(zhàn)的設計局限(xian)，現場無法再(zai)串聯安裝1台(tai)流量計，同♉時(shi)反複的拆裝(zhuāng)也會影響現(xiàn)場實際生産(chǎn)供氣，需要投(tou)入大量的人(rén)力物力，爲了(le)解決這一技(ji)術難題，可通(tong)過以下技術(shù)路線進行流(liú)量♌計比對。
3.1比(bi)對流量計的(de)選取
　　通過不(bú)同類型流量(liang)計的性能分(fèn)析，可選用一(yī)台便于安裝(zhuang)，不需🆚要拆裝(zhuang)直管段的外(wài)夾式超聲流(liu)量計㊙️作爲比(bi)對🛀參考流量(liang)計，如🐉圖2所示(shi)。圖2所示。

　　 外(wài)夾式超聲流(liu)量計 是一種(zhǒng)将換能器固(gù)定在流體管(guan)道外，聲波傳(chuán)播的路徑透(tòu)⛷️過流體管道(dào)壁的流量計(jì)，具有以下技(jì)術特點:①安裝(zhuang)便捷且成本(ben)低;②獨立測量(liang)，不依賴流體(tǐ)的傳導性和(he)壓力;③無❌壓損(sun)，無洩漏;④可對(duì)現有設備回(huí)顧安👣裝;⑤無需(xu)切😄斷管道，不(bú)用中斷生産(chan)，不用停✏️止設(she)備;⑥不與介質(zhì)接觸;⑦精度較(jiào)低，長期穩定(ding)性較差，受安(ān)裝條件影響(xiǎng)大。
3.2流量計比(bi)對方法
　　外夾(jia)式超聲流量(liang)計較适合現(xiàn)場工藝條件(jian)，但是精度和(he)穩定性較差(cha)，外夾式流量(liàng)計的測量值(zhi)無法作爲參(can)考值🌏，但可利(lì)用外夾式流(liú)量計短期穩(wěn)定性較好進(jìn)行流量計⛱️之(zhī)間比對。現場(chang)計量工藝流(liu)程如圖❓3所示(shi)，由多條計量(liang)支路并聯組(zu)成計量橇🐕，但(dan)各計量🌂支路(lu)無法通過流(liú)程切換實現(xiàn)串聯安裝，可(kě)通過在計量(liàng)橇上遊選一(yī)直管段安裝(zhuāng)外夾式流量(liang)計，通過每條(tiao)支路與外夾(jia)式流量💚計的(de)偏差，計算各(ge)計量支🐕路之(zhī)間的偏差。


式中:E1爲計(ji)量支路1與外(wai)夾式流量計(jì)的偏差;Q1爲計(jì)量🈲支路1的流(liu)量值;Qwai爲外夾(jia)式流量計的(de)流量值。

式中(zhong):E2爲計量支路(lu)2與外夾式流(liu)量計的偏差(chà);Q2爲計量支路(lù)2的流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻值。

式(shi)中:E3爲計量支(zhi)路2與計量支(zhī)路1的偏差。
同(tong)理可得出其(qí)他支路之間(jian)的偏差值。
3.3比(bǐ)對方法的實(shi)施
(1)流量計檢(jiǎn)定完成現場(chǎng)安裝後錄取(qǔ)第1次數據，第(dì)一🔅次🏃🏻數據💰作(zuò)爲參考值，每(mei)隔一段時間(jian)做一下測試(shì)，測試結果與(yu)第1次📞測試結(jie)果進行比對(duì)，分析流量計(ji)計量的穩定(ding)性的變化，确(que)認流量計的(de)計量性能，确(què)保貿易計量(liang)交接的準确(què)可靠。
(2)第1次的(de)測試結果，需(xu)要對2台流量(liang)計測試結果(guǒ)的偏差🔱與🤞合(hé)成不确定度(dù)進行比較，分(fen)析流量計的(de)精度。
3.4數據的(de)采集系統
3.4.1數(shù)據采集系統(tǒng)實現以下功(gong)能
　　可實現實(shí)時采集2台流(liu)量計及配套(tào)溫度、壓力儀(yí)表☂️信号，并進(jìn)🔱行流量、溫度(dù)和壓力補償(cháng)計算，存儲數(shu)據，生成報告(gào)❓等功能。
主要(yao)設備應包括(kuo):數據采集計(ji)算機、MPU、輸入模(mo)塊、脈沖/頻率(lü)信号采集卡(kǎ)、計時模塊、通(tong)信模塊、脈沖(chòng)信号隔離放(fàng)大器、浪湧保(bao)護器等組成(chéng)。
3.4.2數據采集系(xi)統軟件要求(qiu)
(1)物性參數計(jì)算
　　天然氣工(gōng)作條件下的(de)壓縮因子使(shǐ)用AGARe-portNo.8［6］規定的方(fāng)法計算，數據(ju)采🌈集軟件内(nèi)自帶壓縮因(yin)子計算模塊(kuài)，可手動輸入(ru)溫度、壓力和(he)組🔱分獲取壓(yā)縮因子計算(suan)結果用于驗(yàn)證數據采集(jí)✉️模塊計算結(jie)果😄的可靠性(xìng)。
(2)流量計算
　　渦(wo)輪流量計瞬(shun)時流量計算(suàn)使用GB/T21391［7］或ISO9951［8］規定(dìng)的方法計🤩算(suan)，修正因子(誤(wu)差)和流量關(guan)系式使用多(duō)點插值修正(zhèng)方法.
　　超聲流(liu)量計瞬時流(liu)量計算使用(yòng)GB/T18604［9］或AGANo.9［10］或ISO17089［11］規定的(de)方法計算，修(xiū)🆚正🐅因子(誤差(chà))和流量關系(xi)式使用多點(diǎn)插值修正方(fang)法。
(3)信号采集(ji)方式
　　脈沖/頻(pin)率、溫度、壓力(lì)信号的采集(ji)均采用累積(ji)量，采取👨‍❤️‍👨相♻️同(tóng)時間段内的(de)累計流量值(zhi)，避免由于瞬(shun)時值波動引(yǐn)入較大的誤(wù)差。
4實際應用(yòng)
　　以某管道公(gong)司貿易計量(liàng)交接站爲例(li)進行實際應(yīng)用分析，該站(zhan)🍉計量橇選用(yòng)3條DN200的計量支(zhi)路，流量計信(xin)息如🌂表2所示(shi)，比🔱對流😄量計(ji)選用外夾式(shi)超聲流量計(ji)，安裝于DN200的直(zhí)管段。

　　按照上(shàng)文所說方法(fǎ)進行測試，測(cè)試流量點爲(wèi)1500m3/h，按照式(1)～式(3)進(jìn)行計🛀算，測試(shi)結果如表3所(suo)示。

通過測試(shì)結果可分析(xī):
(1)3台流量計檢(jian)定完成後首(shǒu)次比對結果(guǒ)符合規範要(yao)求，流🚶‍♀️量🐕計安(an)裝完成後性(xìng)能良好。
(2)3台流(liu)量計在檢定(dìng)周期内相互(hu)之間偏差的(de)變化值均小(xiǎo)于0.7%，符合标準(zhun)要求，證明3台(tái)流量計的穩(wen)定性能❄️較好(hao)💜。
5結束語
(1)在對(dui)貿易計量交(jiao)接站設計時(shí)，可增加計量(liang)橇的對比流(liu)程，實現定期(qi)對在用貿易(yì)計量流量計(jì)進行實流在(zai)線比對，确保(bao)流量計計量(liang)性能良好［12－13］。
(2)在(zai)不具備在線(xiàn)實流比對工(gōng)藝流程的場(chǎng)站可選用⛹🏻‍♀️外(wai)夾式超聲流(liu)量計作爲傳(chuán)遞值對計量(liang)橇各支路進(jin)行比對，确認(ren)流量計的計(jì)量性能。
(3)對于(yú)超聲流量計(jì)需要定期進(jìn)行使用中檢(jian)驗，對于性能(neng)參數異常的(de)流量計需要(yào)及時處理，必(bi)要時重新送(sòng)檢，确🌈保現🔴場(chǎng)計量結果的(de)準确可靠。
(4)利(li)用外夾式超(chāo)聲流量計進(jin)行比對的方(fāng)法可用于各(ge)管道公司計(jì)量輸差的查(cha)找及控制，提(tí)高計量管理(lǐ)水平，維護公(gong)♋司利益。

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