摘　要(yao)：天然氣孔(kǒng)闆流量計(ji) 的現場檢(jian)定,采用以(yi)文丘裏音(yīn)速噴嘴作(zuo)爲标準表(biao)的傳遞🍉型(xíng)校準法。計(ji)量站場節(jiē)流裝置在(zai)周期性的(de)維護過程(cheng)中,則🔴需要(yào)✉️對其孔闆(pǎn)、測量管直(zhi)度和圓度(dù)進行幾何(hé)檢定。介紹(shao)了現場檢(jian)定孔闆流(liú)量計的原(yuan)理,工藝流(liú)⛷️程、檢定方(fang)程式,對孔(kong)闆流量計(jì)進行系統(tong)仲裁的檢(jian)定👨‍❤️‍👨方法,以(yǐ)及在現場(chang)實際條件(jian)下如何對(dui)标準孔闆(pǎn)及測♉量管(guan)進行必要(yao)的幾何檢(jiǎn)驗内容、使(shi)用的器具(ju)及其操作(zuo)方法。
現場(chang)系數檢定(ding)與仲裁
　　現(xian)場檢定方(fang)法系指标(biāo)準表比較(jiao)法或稱爲(wei)傳遞型校(xiào)✂️準法。傳遞(di)校準的原(yuán)理在于對(dui)照一台(或(huo)一組)已知(zhi)精度的标(biāo)準表來校(xiào)準(或稱檢(jian)定)另一台(tai)工作儀表(biao)。在現🔴場操(cao)作🥰條件下(xià)使用标準(zhǔn)表時,爲保(bao)證不使脈(mò)動流或旋(xuan)轉流送到(dao)試驗段導(dao)緻不精确(què)的檢定結(jié)果,必須創(chuàng)造較理想(xiang)的🐕流動條(tiao)件和🤞操作(zuo)條件。
目前(qian)國際上作(zuò)現場在線(xiàn)檢定用的(de)傳遞标準(zhun)大多❄️采用(yong)文丘裏音(yin)速噴嘴,其(qi)次是 标準(zhǔn)渦輪流量(liang)計 。在特定(ding)的條件下(xia)(例如在實(shi)驗室條件(jian)下且采用(yòng)Mt或PVTt法),對上(shàng)述兩種标(biao)準表進行(háng)檢定,最高(gao)精度至少(shao)可達±0.25%。
1.文丘(qiū)裏音速噴(pēn)嘴标準表(biao)
　　音速噴嘴(zui)爲固定式(shì)的(定流量(liang))流量儀表(biǎo),對于一台(tai)具有給定(dìng)🆚的👈喉部直(zhi)徑的音速(sù)噴嘴的這(zhe)種儀表在(zai)✂️一個特定(ding)的壓力下(xia)将給🌈出一(yī)個并且隻(zhi)給出一個(ge)流量。因此(cǐ),爲了🔴得到(dao) 孔闆流量(liang)計 在操作(zuò)範圍内的(de)精度曲線(xiàn),必須使用(yòng)幾個(一組(zu))不同喉部(bu)🐅尺寸的噴(pēn)嘴,才能對(duì)孔闆流量(liàng)計進行操(cāo)作範圍内(nèi)的檢定(例(lì)如儀表滿(man)量程的20%～80%)。
2.現(xiàn)場檢定孔(kong)闆流量計(ji)
(1)檢定孔闆(pǎn)流出系數(shu)C
　　檢定原理(lǐ):假設被校(xiào)準的單台(tai)孔闆流量(liang)計容量較(jiào)大,需用數(shù)個噴嘴并(bìng)聯組合才(cái)能對它進(jìn)行檢定。根(gen)據流體力(lì)學連🈲續性(xìng)定理🥵,在某(mǒu)一時間内(nèi)通過噴嘴(zui)總的流量(liàng),同時也等(deng)于通過位(wei)于它上遊(you)的一台大(dà)容量的孔(kǒng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻闆流量計(ji)的流量。
在(zai)線檢定流(liu)程:檢定流(liú)程如圖1所(suo)示。

注:1.調壓(ya)閥;2.4、5、6、7、10截止閥(fa);3.孔闆;8.整流(liu)器;9.音速噴(pēn)嘴組合系(xi)統⭐
檢定孔(kong)闆流出系(xi)數的檢定(dìng)方程式:

式(shì)中:C爲被檢(jian)孔闆流量(liang)計實際标(biāo)定的流出(chū)系數;
Cdi爲第(di)i個噴嘴的(de)流出系數(shù);
C*i爲第i個噴(pen)嘴的臨界(jie)流函數;
A*i爲(wei)第i個噴嘴(zuǐ)的喉截面(mian)積,mm;
poi爲第i個(gè)噴嘴前的(de)滞止絕對(duì)壓力,MPa;
Toi爲第(di)i個噴嘴前(qián)的滞止熱(re)力學溫度(dù),K;
n爲音速噴(pēn)嘴的支數(shu);
pb爲标準狀(zhuang)态下的絕(jué)對壓力
　　　　(pb=0.101325MPa);
Tb爲(wèi)标準狀态(tai)下的熱力(lì)學溫度
　(Tb=293.15K);
Zb爲(wei)标準狀态(tai)下天然氣(qì)壓縮因子(zi);
R爲氣體常(chang)數;
As爲秒計(ji)量系數(As=3.1794×10-6);
E爲(wèi)漸近速度(du)系數;
d爲孔(kǒng)闆開孔直(zhí)徑,mm;
FG爲相對(dui)密度系數(shù);
ε爲可膨脹(zhang)性系數;
FT爲(wèi)流動溫度(du)系數;
FZ爲超(chao)壓縮因子(zi);
p1爲孔闆上(shang)遊側取壓(yā)孔處氣流(liú)絕對靜壓(ya),MPa;
Δp爲氣流流(liu)經孔闆時(shi)産生的差(cha)壓,Pa。
如果檢(jiǎn)定的是新(xīn)孔闆,則使(shi)用時應按(an)标定出的(de)流出系數(shù)C值🔞參加流(liu)量計算;
如(rú)果标定的(de)是舊孔闆(pan),則應求出(chū)流出系數(shu)的誤差,然(rán)後👣對流量(liàng)進行修正(zheng)。
(2)對孔闆流(liu)量計進行(hang)系統仲裁(cái)檢定
　　檢定(ding)原理和工(gōng)藝流程:
1)在(zài)線檢定時(shí),應保證與(yǔ)原來工況(kuàng)條件盡量(liàng)相同,即裝(zhuang)置本身不(bu)得有調修(xiu)、更換、清洗(xi);必須使用(yòng)原來的二(èr)次儀表,直(zhi)管段等。
2)檢(jian)定時,試驗(yan)壓力應調(diao)節到和原(yuan)來工作時(shí)的壓力♋相(xiang)同。
3)選擇音(yīn)速噴嘴的(de)容量和調(diao)整組合數(shù),使檢定的(de)流量和原(yuán)來使用時(shí)的流量範(fan)圍相一緻(zhì),在該流量(liang)範圍内至(zhi)少檢定4～6個(gè)流量點🍓(包(bāo)括最大流(liú)量和最小(xiao)流量)。在每(měi)個流量🍓點(dian)上至少運(yun)行15～30min以上。然(rán)後,根據原(yuán)來計算方(fāng)法和工具(jù):包括公式(shì)、系數圖表(biao)等計算出(chū)在此時間(jian)内通過節(jiē)流裝置🌐的(de)流量,即流(liu)量計示值(zhi)Q示♌。
4)在試驗(yan)的同時間(jiān)内,記錄噴(pen)嘴的上遊(you)滞止壓力(lì)po和滞⚽止溫(wen)度To,并按下(xia)式計算出(chu)它的體積(ji)流量:

式中(zhong):Qb爲根據标(biao)準表計算(suàn)出的t時間(jian)内的天然(rán)氣标準流(liú)量,m3;
Zb爲天然(ran)氣在标準(zhǔn)狀态下(0.101325MPa,293.15K)的(de)壓縮因子(zi);
pb爲标準狀(zhuàng)态下的絕(jué)對壓力,pb=0.101325MPa;
Tb爲(wèi)标準狀态(tài)下的熱力(lì)學溫度,Tb=293.15K;
t爲(wei)在某一檢(jian)定點,節流(liu)裝置試驗(yan)時間。
5)在各(gè)個流量點(diǎn)上,差壓流(liu)量計的示(shi)值誤差按(an)下式計算(suàn):

現場檢定(dìng)節流裝置(zhì)———幾何檢驗(yàn)法
1.幾何檢(jiǎn)驗法說明(ming)
(1)鑒于現場(chǎng)的實際條(tiáo)件(環境條(tiáo)件、檢驗設(she)備及人員(yuán)專業水平(ping)🔴),該處僅涉(she)及計量站(zhan)場對節流(liú)裝置在周(zhōu)期性的維(wéi)護過♈程中(zhong)所需要重(zhong)點檢驗的(de)幾個技術(shù)指标。未涉(shè)及的其它(tā)幾何尺寸(cùn)指标應🍓在(zài)投入現場(chang)使用前由(yóu)廠家出廠(chǎng)檢驗确定(dìng)。運抵現場(chang)後,由使用(yòng)者對照說(shuō)明書按标(biāo)準要求和(he)安裝單位(wèi)共同驗收(shōu)。
(2)幾何尺寸(cun)檢驗的技(jì)術要求應(yīng)符合JJG—94 差壓(ya)式流量計(ji) 檢定規程(cheng)和SY/T6143—1996天然氣(qi)流量的标(biao)準孔闆反(fan)計量方法(fa)标準中所(suo)規定的各(ge)項指标。
(3)現(xian)場檢定幾(jǐ)何尺寸的(de)基本測量(liang)手段必須(xū)具備有:遊(you)📧标卡尺、内(nèi)徑千分尺(chǐ)、鋼闆尺、鋼(gāng)卷尺、塞規(guī)、表面粗㊙️糙(cāo)度比較樣(yang)塊🌈、放大鏡(jìng)等。用以檢(jiǎn)驗的量具(ju)或儀器應(ying)具有有效(xiào)的合格證(zhèng)書。其測量(liang)誤差應在(zài)被測量的(de)允許誤差(chà)的1/3以内。站(zhan)場最好配(pei)備專職(或(huo)兼職)的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼檢(jian)驗者,以保(bao)證檢驗結(jié)果的可信(xìn)度。
2.孔闆檢(jian)驗
(1)外觀檢(jian)查
　　檢查孔(kǒng)闆上遊端(duan)面、圓筒形(xíng)部分及入(ru)口邊緣不(bú)應有髒⚽污(wu)、積塵、腐蝕(shi)、明顯損傷(shang)及變形現(xiàn)象。
(2)量具檢(jiǎn)驗
平面度(dù)檢驗:用遊(you)标卡尺或(huo)鋼闆尺的(de)棱面分别(bie)緊靠孔🐪闆(pan)上、下🐇遊端(duan)面,在大緻(zhì)垂直的兩(liǎng)個方位上(shàng),估計透光(guāng)的♈最大縫(feng)隙寬度(用(yòng)塞規檢驗(yan)),其值與計(ji)量管内徑(jìng)🌐的比值✏️應(yīng)小于0.5%。
上遊(you)面及開孔(kǒng)圓筒形表(biǎo)面的粗糙(cāo)度檢驗:以(yi)樣塊(最好(hao)用于被檢(jian)孔闆相同(tong)材料做成(cheng)的樣塊)工(gōng)作面的表(biao)面粗糙度(du)爲标🈲準,與(yu)孔闆上遊(yóu)面及圓筒(tong)形表面進(jin)行比較,從(cóng)而以視覺(jiào)(可借🥰助放(fàng)大鏡)判斷(duan)上述表面(miàn)的粗糙度(dù)Ra是否達到(dào)标準規定(ding)的要🔴求(Ra≤10-4d),有(you)疑議時,可(kě)送檢有關(guān)計量部門(men)用表面粗(cū)糙度測量(liàng)儀實測Ra。
孔(kǒng)闆開孔直(zhi)角入口邊(biān)緣檢驗:①前(qián)面用目測(ce)法檢查時(shi)🈲,入✍️口邊緣(yuan)應無卷邊(bian)和毛刺,亦(yi)無肉眼可(kě)見的異常(cháng)(如缺口等(deng))。或☀️用觸覺(jiao),即用指甲(jia)刮檢入口(kǒu)時應很鋒(feng)利尖🐅銳(憑(ping)經驗)。②用反(fan)‼️射光法檢(jiǎn)查時:當d≥25mm用(yòng)2倍放大鏡(jìng)将孔闆傾(qīng)斜45°,使日光(guang)和人工🔴光(guāng)源射向直(zhi)角入口😘邊(bian)緣;當d<25mm時,用(yòng)4倍放大鏡(jing)觀🧡察邊緣(yuán)應無反射(she)光。
上述方(fāng)法有疑議(yì)時,應送檢(jiǎn)有關計量(liang)部門用模(mo)鑄㊙️法⛹🏻‍♀️實🌈測(cè)🔞入口邊緣(yuán)圓弧倒角(jiao)半徑rk**,其值(zhi)應滿足rk≤±0.0004d(應(yīng)注意下遊(you)出口邊緣(yuán)亦🤩不允許(xu)有明顯缺(quē)陷)。
孔闆開(kāi)孔直徑d的(de)檢驗:使用(yòng)遊标卡尺(chǐ)在圓筒形(xing)部分以大(dà)緻相等角(jiǎo)度的四個(ge)方位測量(liang),其結果的(de)算術平均(jun1)值作爲現(xian)場實測孔(kong)徑值。
其平(píng)均值:

式中(zhōng):di爲第i次測(cè)量的d值;
d爲(wèi)孔闆開孔(kong)直徑平均(jun)值;
n爲測量(liàng)次數。
　　開孔(kong)直徑相對(dui)誤差按式(shi)(5)計算:

任意(yì)一個直徑(jing)di與直徑平(ping)均值d之差(chà)不應大于(yu)平均值的(de)±0.05%。

式中:Erd爲d的(de)重複性,可(ke)按式(7)計算(suàn);
Esd爲測量d的(de)量具的準(zhǔn)确度

式中(zhong):ta爲置信概(gài)率爲95%時的(de)t分布系數(shu)。
測量管直(zhi)度和圓度(dù)檢驗
1.目測(cè)檢查
　　測量(liang)管的直度(du)在現場僅(jin)需目測,目(mu)測是直的(de)則被認爲(wèi)滿足㊙️直度(du)要求。在投(tou)入運行前(qián)還應對照(zhao)出廠說明(míng)書以鋼卷(juàn)尺量其測(ce)🙇‍♀️量管長度(du)是否滿足(zú)最小🎯直管(guan)段長度要(yao)✨求。目測測(cè)量管圓度(du)時,如果端(duan)面圓截面(miàn)呈明顯的(de)橢圓形狀(zhuang),則必須更(gèng)換測😍量管(guan)。測量🧡管内(nei)壁不允許(xu)有可見的(de)焊疤、台階(jiē)、坑凹和污(wu)物,否㊙️則必(bi)須打磨💰、填(tián)補和清洗(xǐ)幹淨。
2.量具(jù)檢驗
　　測量(liang)管圓度按(àn)下面方法(fa)進行檢驗(yàn):用内徑千(qiān)分尺在孔(kong)闆上下遊(you)側距取壓(yā)孔軸向長(zhǎng)度上各爲(wèi)0.5D的範圍内(nei)實測。實測(cè)結果,其測(cè)量管内圓(yuan)柱表面圓(yuán)度公差應(ying)滿足以下(xià)要求。
(1)在離(li)孔闆上遊(yóu)端面(裝有(you)夾緊環時(shí),應在夾緊(jǐn)環前緣)0D、0.5D及(jí)0D至0.5D之㊙️間的(de)上遊直管(guan)段上取三(san)個與管道(dào)軸線垂直(zhí)的截面,在(zài)每個截面(miàn)上,以大緻(zhi)相等的角(jiǎo)距取4個内(nèi)徑的單測(ce)值,共得12個(ge)單測值,并(bìng)求其算術(shu)平均值。任(rèn)一單測值(zhi)與平♋均值(zhi)比較,其偏(pian)差不得大(da)于±0.3%。
(2)在離孔(kǒng)闆上遊端(duān)面0D至2D之間(jian)的下遊直(zhí)管段上與(yǔ)管道🏒軸線(xiàn)垂直的一(yi)個截面上(shang),以大緻相(xiang)等的角距(jù)取4個直徑(jing)單測值。任(rèn)一單測👅值(zhí)與孔闆上(shang)遊側按a條(tiáo)規定方法(fǎ)得到的平(ping)均測量管(guan)内徑D值比(bǐ)較,其偏差(cha)不得大于(yu)±3%。
(3)測量管内(nei)徑D的平均(jun)值按類同(tong)式(4)計算,直(zhí)徑百分誤(wu)差按類同(tóng)式(5)計算。

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