摘要:爲确保(bao)高壓天然氣(qì)流量計 在檢(jiǎn)定周期性能(néng)的穩定可靠(kào)，需要定期對(dui)在用流量計(ji)進行核查測(cè)試，使用中檢(jiǎn)驗隻能作爲(wèi)一種輔助手(shou)段确⭕認流量(liang)計的工作狀(zhuang)态，但無法确(què)認流量計精(jīng)度是否發生(shēng)變化，在線比(bi)對受現場條(tiao)件限制👌實時(shí)較爲🔴困難，文(wen)章從比對流(liú)量計選型❗、軟(ruǎn)件配備、實施(shī)方法幾個方(fāng)面結合🤟現場(chǎng)實際，提⁉️出一(yī)種可适🈲用現(xiàn)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(ri)俱增，經濟全(quan)球化的推進(jin)，我國天然氣(qì)貿易交接計(ji)量越來越多(duo)，天然氣計量(liang)的準确可靠(kao)性愈來愈受(shou)到關注，已關(guān)系到國🔞計民(min)生♉。天然氣♻️易(yi)燃、易爆、可壓(yā)縮、組分複雜(za)等特性，導緻(zhì)天然氣計量(liang)成爲全球計(jì)量學領域中(zhong)的難點，爲了(le)提高天然氣(qì)計量正确率(lü)，确保計量準(zhǔn)确可靠，按照(zhào)《計量法》要求(qiú)需定期對天(tiān)🏒然氣流量計(ji)進🚩行檢定和(he)校準［1－2］，确保流(liu)量計的準确(què)可靠。
　　按照流(liú)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(zhou)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(ding)周期内流量(liàng)計的🏃‍♀️性能可(ke)能會發💃🏻生變(bian)化，影響買賣(mài)雙方貿易計(jì)量的公平，所(suo)以㊙️需要定期(qī)對檢定周期(qī)内的流量計(ji)進行🤟在線核(he)查，确認流量(liang)計工作性能(néng)及精度，目前(qián)主要核查方(fāng)式有💜超聲流(liú)量計的使用(yòng)中檢驗和流(liu)🤟量計☁️比對。
2流(liú)量計在線核(hé)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(yong)中檢驗
　　随着(zhe) 超聲流量計(jì) 計量技術的(de)不斷發展，目(mu)前在用超聲(shēng)流量計的廠(chang)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(liu)量計使👄用中(zhōng)檢驗聲速檢(jiǎn)驗法》［5］對超聲(sheng)流量計的聲(sheng)速、信号質量(liang)、增益、信噪比(bǐ)、流速系數5個(ge)參數進行診(zhen)斷，通過這些(xiē)參數🐅的監測(cè)，可分析流量(liàng)計的性能，确(què)♍認流量計的(de)💔工作狀态。這(zhe)🍓些參數的組(zu)合可作爲形(xing)成💋專用監測(ce)系統的基礎(chu)。有關自診斷(duàn)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(yàn)可分析流量(liang)計的工作狀(zhuàng)态，确保在用(yòng)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(yi)種輔♈助手段(duàn)🏃‍♂️進行參考，同(tong)時由于 渦輪(lun)流量計 是機(ji)械原件，無法(fǎ)對渦輪流量(liàng)計進行診斷(duan)，進而判斷🍓渦(wō)輪⛱️流量計的(de)性能。
2.2通過流(liú)量計比對方(fang)法進行核查(chá)
　　流量計比對(dui)是選用2台流(liu)量計串聯安(ān)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(xī)流量計的計(ji)量性能，如圖(tú)1所示。
通過定(ding)期比較2台流(liú)量計流量偏(pian)差，确保在檢(jian)定周期⛷️内流(liu)量計的偏差(cha)在檢定規程(cheng)允許的範圍(wéi)内，該種方法(fa)可使用所有(you)類型流量計(jì)，較使用中檢(jiǎn)驗可更直接(jiē)反映流量計(jì)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(liu)量計在線比(bi)對較使用中(zhōng)檢驗有較大(da)的優勢，但是(shì)受現場流程(chéng)條件限制，實(shi)施起來難度(dù)較大。流量計(ji)對上下遊直(zhi)管段要求較(jiào)爲嚴格，由于(yu)大多數場站(zhàn)的設計局限(xian)，現場無法再(zài)串聯安裝1台(tai)流量計，同👨‍❤️‍👨時(shi)反複的拆裝(zhuāng)也會影響現(xian)場實際生産(chan)供氣，需要投(tóu)入大量的人(rén)力物力，爲了(le)解決這一技(jì)術難題，可✔️通(tōng)過以下技術(shu)路線進行流(liu)量計比對。
3.1比(bǐ)對流量計的(de)選取
　　通過不(bú)同類型流量(liang)計的性能分(fen)析，可選用一(yī)台便于🥰安裝(zhuāng)，不需要拆裝(zhuāng)直管段的外(wai)夾式超聲流(liu)量計作爲🙇‍♀️比(bi)對♊參考流量(liang)計，如圖2所示(shì)。圖2所示。

　　 外(wai)夾式超聲流(liú)量計 是一種(zhong)将換能器固(gù)定在流體管(guǎn)道外，聲波傳(chuán)播的路㊙️徑㊙️透(tou)過流體管道(dào)壁的流量計(ji)，具有以下技(jì)術特點:①安🚶‍♀️裝(zhuāng)便✉️捷且🧑🏽‍🤝‍🧑🏻成本(ben)低;②獨♋立測量(liang)，不依賴流體(ti)的傳導性和(hé)壓力;③無壓損(sǔn)，無洩漏;④可對(dui)現有設備回(hui)顧安裝;⑤無需(xū)切😄斷管道，不(bu)✔️用中斷生産(chan)，不用停止設(she)備;⑥不💛與介質(zhi)接觸;⑦精度較(jiào)低，長期穩定(ding)性較差，受安(ān)裝條👈件影響(xiang)大。
3.2流量計比(bi)對方法
　　外夾(jiá)式超聲流量(liàng)計較适合現(xian)場工藝條件(jian)，但是精度和(hé)穩💚定性較差(cha)，外夾式流量(liàng)計的測量值(zhí)無法作爲參(can)考值，但可🔞利(li)用外夾💯式流(liú)量計短期穩(wěn)定性較好進(jìn)行流量計之(zhi)間比對。現場(chang)計量工👈藝流(liu)程如圖3所示(shì)，由多條計量(liang)支⭕路并聯組(zǔ)成計量橇，但(dan)各計量支路(lu)無法通過流(liú)程切換實現(xian)串聯安裝，可(ke)通過在計量(liang)橇上遊選💜一(yī)直管段安裝(zhuāng)外夾式流量(liang)計，通過每條(tiáo)支路與外夾(jia)式流量計的(de)偏差，計算各(ge)計量支路之(zhi)間的偏差。


式中:E1爲計(ji)量支路1與外(wài)夾式流量計(ji)的偏差;Q1爲計(jì)量支路1的流(liú)量值;Qwai爲外夾(jiá)式流量計的(de)流量值。

式中(zhōng):E2爲計量支路(lù)2與外夾式流(liú)量計的偏差(chà);Q2爲計量支🔞路(lu)2的流量值。

式(shi)中:E3爲計量支(zhi)路2與計量支(zhi)路1的偏差。
同(tóng)理可得出其(qi)他支路之間(jiān)的偏差值。
3.3比(bi)對方法的實(shi)施
(1)流量計檢(jian)定完成現場(chǎng)安裝後錄取(qǔ)第1次數據，第(di)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(dui)，分析流量計(ji)計量的穩定(dìng)性的變化，确(que)認流量計的(de)計量性能，确(que)保貿易計量(liàng)交接的準确(que)可靠。
(2)第1次的(de)測試結果，需(xu)要對2台流量(liàng)計測試結果(guo)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(tong)實現以下功(gong)能
　　可實現實(shí)時采集2台流(liú)量計及配套(tào)溫度、壓力儀(yí)表信号，并進(jìn)行🛀🏻流量、溫度(du)和壓力補償(chang)計算，存儲數(shu)據，生成🍉報告(gào)等功能。
主要(yào)設備應包括(kuo):數據采集計(jì)算機、MPU、輸入模(mo)塊、脈沖/頻率(lü)信号采集卡(ka)、計時模塊、通(tōng)信模塊、脈沖(chong)信号隔離放(fang)大器、浪湧🚩保(bǎo)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(ji)算
　　天然氣工(gong)作條件下的(de)壓縮因子使(shi)用AGARe-portNo.8［6］規定的方(fāng)法計算，數據(jù)采集軟件内(nei)自帶壓縮因(yin)子計算模塊(kuai)，可手動輸入(rù)🙇‍♀️溫度、壓力和(he)組分獲取壓(ya)縮因子計算(suan)結果用于驗(yan)證數⛱️據采集(jí)模塊計算結(jié)果的可靠性(xing)。
(2)流量計算
　　渦(wō)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(guān)系式使用多(duo)點插值修正(zheng)方法.
　　超聲流(liú)量計瞬時流(liú)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(xiu)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(jí)方式
　　脈沖/頻(pin)率、溫度、壓力(li)信号的采集(ji)均采用累積(jī)量，采📞取相同(tong)時間段内的(de)累計流量值(zhi)，避免由于瞬(shùn)時值波動💔引(yǐn)入較大的誤(wu)差。
4實際應用(yong)
　　以某管道公(gōng)司貿易計量(liang)交接站爲例(lì)進行實際應(ying)👉用分🔴析🏃，該站(zhàn)計量橇選用(yòng)3條DN200的計量支(zhī)路，流量計信(xìn)息如表2所示(shì)，比🛀對流🐅量計(jì)選用外夾式(shi)超聲流量計(jì)，安裝于DN200的直(zhi)管㊙️段。

　　按照上(shang)文所說方法(fǎ)進行測試，測(cè)試流量點爲(wei)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(shi)結果可分析(xi):
(1)3台流量計檢(jiǎn)定完成後首(shǒu)次比對結果(guo)符合規範要(yao)求，流量計安(an)裝完成後性(xing)能良好。
(2)3台流(liú)量計在檢定(dìng)周期内相互(hu)之間偏差的(de)變化值均小(xiao)🐇于0.7%，符合标準(zhǔn)要求，證明3台(tái)流量計的穩(wen)定性能較好(hǎo)。
5結束語
(1)在對(duì)貿易計量交(jiao)接站設計時(shí)，可增加計量(liàng)橇的對比流(liu)㊙️程，實❗現定期(qi)對在用貿易(yi)計量流量計(jì)進行實流在(zài)線比對，确保(bao)流量計計量(liang)性能良好［12－13］。
(2)在(zài)不具備在線(xian)實流比對工(gong)藝流程的場(chǎng)站可選用✍️外(wai)夾式超聲流(liu)量計作爲傳(chuan)遞值對計量(liàng)橇各支路進(jìn)行💞比對，确認(rèn)流量計的計(ji)量性能。
(3)對于(yú)超聲流量計(jì)需要定期進(jin)行使用中檢(jian)驗，對于性能(néng)參數異常的(de)流量計需要(yào)及時處理，必(bi)要時重新送(song)檢，确保現💁場(chǎng)計量結⭐果的(de)準确可靠。
(4)利(li)用外夾式超(chao)聲流量計進(jìn)行比對的方(fāng)法可用于💞各(gè)管🌈道公司計(ji)量輸差的查(chá)找及控制，提(ti)高計量管理(li)水平，維護公(gōng)司利益。

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