摘 要：天(tian)然氣孔(kong)闆流量(liang)計
的現(xian)場檢定(ding),采用以(yi)文丘裏(lǐ)音速噴(pen)嘴作爲(wei)标準表(biǎo)的🈲傳遞(dì)🤟型校⭐準(zhǔn)法。計量(liang)站場節(jiē)流裝置(zhì)在周期(qi)性的維(wéi)護過程(cheng)中,則需(xū)要對其(qí)孔闆、測(ce)量管直(zhi)度和圓(yuan)度進行(háng)幾💰何檢(jiǎn)定。介紹(shào)了現場(chang)檢定孔(kǒng)闆🔞流量(liang)計的原(yuán)理,工藝(yì)流程、檢(jiǎn)定方程(chéng)式,對孔(kǒng)闆流量(liàng)計進行(háng)系統仲(zhong)裁的檢(jian)定方法(fa),以及在(zai)現場實(shi)際條件(jiàn)下如何(hé)對👈标準(zhǔn)孔闆及(ji)測🔞量管(guan)進行必(bì)要的幾(jǐ)何檢驗(yàn)内✔️容、使(shǐ)用的器(qì)具及其(qi)操💃🏻作方(fang)法。
現場(chǎng)系數檢(jiǎn)定與仲(zhong)裁
現場(chang)檢定方(fang)法系指(zhǐ)标準表(biǎo)比較法(fa)或稱爲(wèi)傳遞型(xíng)校準法(fǎ)。傳遞校(xiào)準的原(yuan)理在于(yú)對照一(yi)台(或一(yī)組)已知(zhī)精度的(de)🌈标準💃表(biao)來校準(zhun)(或稱檢(jian)定)另一(yi)台工作(zuò)儀表。在(zai)現場操(cāo)作條件(jiàn)下使用(yong)标✊準表(biǎo)時,爲保(bao)證不使(shi)脈動流(liú)或旋轉(zhuan)流送🌈到(dào)試驗段(duan)導緻不(bú)精确的(de)檢定結(jie)果,必須(xū)創造較(jiao)理想的(de)流動條(tiáo)件和🐕操(cao)作條件(jiàn)。
目前國(guó)際上作(zuò)現場在(zai)線檢定(ding)用的傳(chuan)遞标準(zhun)大多采(cai)用文丘(qiu)裏音速(su)噴嘴,其(qí)次是
标(biāo)準渦輪(lun)流量計(jì)
。在特定(dìng)的條件(jian)下(例如(rú)在實驗(yàn)室條件(jiàn)下且采(cǎi)用Mt或PVTt法(fa)),對♊上述(shù)♉兩種标(biao)準表進(jin)行檢定(dìng),最高精(jīng)度至少(shao)可達±0.25%。
1.文(wén)丘裏音(yīn)速噴嘴(zui)标準表(biao)
音速噴(pēn)嘴爲固(gu)定式的(de)(定流量(liang))流量儀(yí)表,對于(yú)一台具(ju)💃有給定(dìng)的喉部(bu)直徑的(de)音速噴(pēn)嘴的這(zhe)種儀表(biǎo)在一個(gè)特定🈲的(de)壓力下(xià)将給出(chu)一個并(bìng)且隻給(gei)出一個(ge)✔️流量。因(yīn)此,爲了(le)得到
孔(kǒng)闆流量(liang)計
在操(cao)作範圍(wéi)内的精(jing)度曲線(xiàn),必須使(shǐ)用幾個(gè)(一組)不(bú)同喉部(bù)🔴尺寸的(de)噴嘴,才(cai)能對孔(kǒng)闆流量(liang)計進行(háng)操作範(fàn)圍内的(de)檢定(例(lì)如儀表(biǎo)滿量程(cheng)的20%～80%)。
2.現場(chang)檢定孔(kǒng)闆流量(liang)計
(1)檢定(dìng)孔闆流(liú)出系數(shu)C
檢定原(yuan)理:假設(she)被校準(zhǔn)的單台(tai)孔闆流(liú)量計容(rong)量較大(dà),需用數(shu)🆚個⛷️噴嘴(zuǐ)并聯組(zu)合才能(néng)對它進(jin)行檢定(dìng)。根據流(liu)📞體力學(xue)連續性(xing)定理,在(zai)某一時(shi)間内通(tōng)過噴嘴(zui)👌總的流(liu)量,同時(shi)也等于(yu)通過位(wei)于它上(shang)遊的一(yī)台大容(rong)量的孔(kong)闆流量(liang)計的流(liú)量。
在線(xiàn)檢定流(liú)程:檢定(dìng)流程如(rú)圖1所示(shì)。
注:1.調壓(ya)閥;2.4、5、6、7、10截止(zhǐ)閥;3.孔闆(pan);8.整流器(qi);9.音速噴(pen)嘴組合(he)系統
檢(jian)定孔闆(pan)流出系(xì)數的檢(jiǎn)定方程(chéng)式:
式中(zhong):C爲被檢(jian)孔闆流(liú)量計實(shí)際标定(dìng)的流出(chu)系數;
Cdi爲(wei)第i個噴(pēn)嘴的流(liu)出系數(shu);
C*i爲第i個(ge)噴嘴的(de)臨界流(liu)函數;
A*i爲(wèi)第i個噴(pēn)嘴的喉(hou)截面積(ji),mm;
poi爲第i個(gè)噴嘴前(qián)的滞止(zhi)絕對壓(yā)力,MPa;
Toi爲第(dì)i個噴嘴(zui)前的滞(zhì)止熱力(li)學溫度(du),K;
n爲音速(sù)噴嘴的(de)支數;
pb爲(wei)标準狀(zhuang)态下的(de)絕對壓(ya)力
(pb=0.101325MPa);
Tb爲标(biao)準狀态(tài)下的熱(rè)力學溫(wen)度
(Tb=293.15K);
Zb爲标(biāo)準狀态(tai)下天然(rán)氣壓縮(suō)因子;
R爲(wèi)氣體常(cháng)數;
As爲秒(miao)計量系(xi)數(As=3.1794×10-6);
E爲漸(jian)近速度(dù)系數;
d爲(wèi)孔闆開(kai)孔直徑(jing),mm;
FG爲相對(duì)密度系(xi)數;
ε爲可(kě)膨脹性(xing)系數;
FT爲(wei)流動溫(wen)度系數(shu);
FZ爲超壓(yā)縮因子(zǐ);
p1爲孔闆(pan)上遊側(ce)取壓孔(kǒng)處氣流(liú)絕對靜(jing)壓,MPa;
Δp爲氣(qi)流流經(jing)孔闆時(shí)産生的(de)差壓,Pa。
如(rú)果檢定(ding)的是新(xin)孔闆,則(ze)使用時(shi)應按标(biāo)定出的(de)流出系(xi)數✂️C值🔴參(cān)㊙️加流量(liàng)計算;
如(ru)果标定(dìng)的是舊(jiu)孔闆,則(ze)應求出(chū)流出系(xi)數的誤(wu)差,然後(hou)對流量(liang)進行修(xiu)正。
(2)對孔(kǒng)闆流量(liang)計進行(hang)系統仲(zhong)裁檢定(dìng)
檢定原(yuan)理和工(gōng)藝流程(cheng):
1)在線檢(jian)定時,應(ying)保證與(yǔ)原來工(gōng)況條件(jian)盡量相(xiang)同,即裝(zhuang)置本身(shēn)不得有(yǒu)調修、更(geng)換、清洗(xǐ);必須使(shi)用原來(lai)的二次(ci)儀表♻️,直(zhi)管段等(deng)🔞。
2)檢定時(shí),試驗壓(yā)力應調(diào)節到和(he)原來工(gong)作時的(de)壓力相(xiàng)同。
3)選擇(zé)音速噴(pen)嘴的容(róng)量和調(diào)整組合(he)數,使檢(jian)定的流(liú)量和原(yuan)來使用(yòng)時的流(liu)量範圍(wei)相一緻(zhì),在該流(liú)量範圍(wéi)内至少(shao)檢定4～6個(ge)流量點(diǎn)(包括最(zuì)大流量(liàng)和最小(xiao)流量)。在(zai)每個流(liú)量點上(shàng)至少運(yun)行15～30min以上(shàng)。然🔆後,根(gen)據原來(lái)計算方(fāng)法和工(gong)具:包括(kuò)公式、系(xì)數圖表(biǎo)等計算(suàn)出在🙇🏻此(cǐ)時間内(nèi)通過節(jie)流裝置(zhì)的流量(liàng),即流✉️量(liàng)計示值(zhí)Q示。
4)在試(shi)驗的同(tong)時間内(nei),記錄噴(pēn)嘴的上(shàng)遊滞止(zhǐ)壓力po和(hé)滞止🐉溫(wen)度To,并按(an)下式計(ji)算出它(tā)的體積(ji)流量:
式(shi)中:Qb爲根(gēn)據标準(zhun)表計算(suàn)出的t時(shí)間内的(de)天然氣(qi)标準流(liú)🛀量,m3;
Zb爲天(tian)然氣在(zai)标準狀(zhuang)态下(0.101325MPa,293.15K)的(de)壓縮因(yin)子;
pb爲标(biāo)準狀态(tai)下的絕(jué)對壓力(li),pb=0.101325MPa;
Tb爲标準(zhǔn)狀态下(xia)的熱力(lì)學溫度(du),Tb=293.15K;
t爲在某(mǒu)一檢定(ding)點,節流(liu)裝置試(shì)驗時間(jiān)。
5)在各個(ge)流量點(diǎn)上,差壓(ya)流量計(jì)的示值(zhi)誤差按(an)下式計(jì)算:
現場(chǎng)檢定節(jiē)流裝置(zhi)———幾何檢(jian)驗法
1.幾(jǐ)何檢驗(yàn)法說明(ming)
(1)鑒于現(xiàn)場的實(shí)際條件(jian)(環境條(tiáo)件、檢驗(yan)設備及(jí)人員專(zhuān)業水平(píng)),該處僅(jǐn)涉及計(ji)量站場(chǎng)對節流(liu)裝置在(zai)周期性(xing)的維護(hù)過程中(zhong)所需要(yao)重點檢(jian)驗的幾(jǐ)個技術(shu)指标。未(wèi)涉及的(de)其它幾(ji)何尺寸(cun)指标應(ying)在投入(ru)現場使(shi)用前由(you)廠家出(chū)廠檢驗(yan)确定☎️。運(yun)抵現場(chǎng)後,由使(shǐ)用者對(dui)照說明(ming)書按标(biāo)準要求(qiu)和安裝(zhuang)單位共(gòng)同驗收(shōu)。
(2)幾何尺(chi)寸檢驗(yàn)的技術(shù)要求應(ying)符合JJG—94
差(cha)壓式流(liú)量計
檢(jian)定規程(cheng)和SY/T6143—1996天然(ran)氣流量(liàng)的标準(zhun)孔闆反(fǎn)計量方(fang)法标準(zhun)🈲中所規(guī)定的各(ge)項指标(biao)。
(3)現場檢(jiǎn)定幾何(hé)尺寸的(de)基本測(ce)量手段(duan)必須具(ju)備有:遊(yóu)🈚标卡尺(chǐ)、内徑千(qiān)分尺、鋼(gāng)闆尺、鋼(gang)卷尺、塞(sāi)規、表面(mian)粗糙度(du)比較樣(yang)塊、放大(da)鏡等。用(yong)以檢驗(yàn)的量具(jù)或儀器(qi)應具有(you)有效的(de)合格證(zhèng)🈲書。其測(cè)⛱️量誤差(chà)應在被(bei)測量的(de)允許誤(wu)差的1/3以(yi)内。站場(chang)最好配(pei)備專職(zhi)(或兼職(zhi))的檢驗(yan)者,以保(bao)證檢驗(yàn)結果💋的(de)可信度(du)。
2.孔闆檢(jian)驗
(1)外觀(guan)檢查
檢(jiǎn)查孔闆(pan)上遊端(duān)面、圓筒(tǒng)形部分(fèn)及入口(kǒu)邊緣不(bú)應♌有髒(zang)🧑🏽🤝🧑🏻污、積塵(chén)、腐蝕、明(míng)顯損傷(shang)及變形(xíng)現象。
(2)量(liàng)具檢驗(yàn)
平面度(du)檢驗:用(yòng)遊标卡(kǎ)尺或鋼(gāng)闆尺的(de)棱面分(fen)别緊靠(kao)孔闆上(shàng)、下遊端(duān)面,在大(da)緻垂直(zhi)的兩個(ge)方位上(shàng),估🈲計透(tou)光的最(zui)大縫隙(xi)寬度🚩(用(yong)塞規檢(jiǎn)驗),其值(zhi)與計量(liang)管内徑(jing)🚶♀️的比值(zhí)應小于(yú)0.5%。
上遊面(miàn)及開孔(kǒng)圓筒形(xing)表面的(de)粗糙度(dù)檢驗:以(yǐ)樣塊(最(zuì)好用于(yú)被檢孔(kong)闆相同(tong)材料做(zuò)成的樣(yàng)塊)工作(zuò)面的表(biao)面粗糙(cao)度爲标(biāo)準,與孔(kong)闆上遊(yóu)面及圓(yuán)筒形表(biao)面進行(hang)比較,從(cóng)而以視(shì)覺(可借(jie)助放大(dà)鏡)判斷(duan)上述表(biao)面的粗(cu)糙度Ra是(shi)否達到(dao)标準規(gui)定的要(yào)求(Ra≤10-4d),有疑(yi)議🤟時,可(kě)送檢有(you)關計量(liàng)部門用(yòng)表面粗(cū)糙🌈度測(ce)量儀實(shí)💁測Ra。
孔闆(pan)開孔直(zhi)角入口(kou)邊緣檢(jian)驗:①前面(miàn)用目測(cè)法檢查(cha)時,入口(kǒu)邊緣✂️應(ying)無卷邊(bian)和毛刺(ci),亦無肉(rou)眼可見(jiàn)的異常(chang)(如缺口(kǒu)等)。或用(yong)觸覺,即(ji)用指甲(jiǎ)刮檢入(rù)口時應(ying)很鋒利(li)尖✊銳(憑(ping)經🤞驗)。②用(yong)反射光(guāng)法檢查(cha)時:當d≥25mm用(yong)2倍放大(da)鏡将孔(kong)闆傾斜(xié)45°,使日光(guāng)和人工(gong)🌍光源射(shè)向直角(jiǎo)入口邊(bian)緣;當d<25mm時(shi),用4倍放(fang)大鏡觀(guan)察邊緣(yuan)應無反(fǎn)射光。
上(shang)述方法(fa)有疑議(yi)時,應送(sòng)檢有關(guan)計量部(bu)門用模(mó)鑄法實(shí)測入口(kou)邊緣圓(yuán)弧倒角(jiǎo)半徑rk**,其(qi)值應滿(mǎn)足rk≤±0.0004d(應注(zhu)意下遊(yóu)出口邊(biān)⛱️緣亦不(bú)允許有(you)明顯缺(que)陷)。
孔闆(pǎn)開孔直(zhi)徑d的檢(jian)驗:使用(yòng)遊标卡(ka)尺在圓(yuán)筒形部(bù)分🧑🏾🤝🧑🏼以大(da)緻相等(deng)角度的(de)四個方(fāng)位測量(liang),其結果(guo)的算術(shu)平均值(zhí)作爲現(xiàn)場實測(ce)孔徑值(zhi)。
其平均(jun1)值:
式中(zhōng):di爲第i次(ci)測量的(de)d值;
d爲孔(kong)闆開孔(kǒng)直徑平(píng)均值;
n爲(wèi)測量次(ci)數。
開孔(kong)直徑相(xiang)對誤差(cha)按式(5)計(ji)算:
任意(yì)一個直(zhí)徑di與直(zhí)徑平均(jun)值d之差(cha)不應大(dà)于平均(jun1)值的☀️±0.05%。
式(shì)中:Erd爲d的(de)重複性(xing),可按式(shì)(7)計算;
Esd爲(wèi)測量d的(de)量具的(de)準确度(du)
式中:ta爲(wèi)置信概(gai)率爲95%時(shí)的t分布(bù)系數。
測(cè)量管直(zhi)度和圓(yuán)度檢驗(yàn)
1.目測檢(jian)查
測量(liàng)管的直(zhi)度在現(xian)場僅需(xu)目測,目(mu)測是直(zhí)的則被(bèi)認爲滿(man)足直度(dù)要求。在(zài)投入運(yùn)行前還(hái)應對照(zhao)出廠說(shuo)明☎️書以(yǐ)鋼卷🧑🏽🤝🧑🏻尺(chǐ)量🌐其測(ce)量管長(zhang)度是否(fǒu)滿足最(zuì)小直管(guan)段長度(du)要求。目(mu)測測量(liàng)管圓度(du)時,如果(guo)端面圓(yuán)截面呈(cheng)明顯的(de)橢圓形(xíng)狀,則必(bì)須更換(huan)測量管(guan)。測量📐管(guǎn)内壁不(bú)允許有(yǒu)可見的(de)焊疤、台(tái)階、坑凹(āo)和污物(wu),否則必(bì)須打磨(mo)、填補和(he)清洗幹(gàn)淨。
2.量具(jù)檢驗
測(cè)量管圓(yuán)度按下(xià)面方法(fa)進行檢(jiǎn)驗:用内(nei)徑千分(fen)尺在孔(kong)🚶♀️闆上下(xià)♋遊側距(ju)取壓孔(kǒng)軸向長(zhang)度上各(gè)爲0.5D的範(fàn)圍内實(shi)測。實測(cè)結果,其(qi)測量管(guǎn)内圓柱(zhù)表面圓(yuán)度公差(chà)應滿足(zu)以下要(yào)求。
(1)在離(li)孔闆上(shang)遊端面(miàn)(裝有夾(jia)緊環時(shí),應在夾(jia)緊環前(qián)緣)0D、0.5D及🈲0D至(zhi)0.5D之間的(de)上遊直(zhi)管段上(shàng)取三個(ge)與管道(dào)軸線垂(chui)直的截(jié)面,在每(mei)個🏃♂️截面(mian)上,以大(da)緻相等(děng)的角距(jù)取4個内(nèi)徑的單(dan)測🈲值,共(gong)得12個單(dān)測值,并(bìng)求其算(suan)術平均(jun)值。任一(yī)單測值(zhi)與平均(jun1)值比較(jiào),其偏差(cha)不得大(da)于±0.3%。
(2)在離(li)孔闆上(shang)遊端面(mian)0D至2D之間(jiān)的下遊(you)直管段(duan)上與管(guǎn)道軸🤩線(xiàn)垂直的(de)一個截(jié)面上,以(yǐ)大緻相(xiang)等的角(jiǎo)距取4個(gè)直徑單(dān)測值。任(ren)一單測(ce)值與孔(kǒng)闆上遊(you)側按a條(tiáo)規定方(fāng)法得到(dào)的平均(jun1)測量管(guan)内徑D值(zhi)比👄較,其(qi)偏差不(bú)得大于(yú)±3%。
(3)測量管(guan)内徑D的(de)平均值(zhí)按類同(tóng)式(4)計算(suàn),直徑百(bai)分誤差(cha)按類同(tong)式(5)計算(suan)。
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