摘要:在國家天(tian)然氣流量計 計(ji)量站大流量檢(jiǎn)定系統的應用(yòng)過程中，由于工(gong)作🏒需開🐪啓不同(tóng)的檢定管路，所(suo)實施的核查級(ji)标準表和被檢(jiǎn)工♉作表具有多(duō)樣化的組合方(fāng)式，且工作流量(liàng)較大，其檢定結(jie)果精♉度非常易(yì)受介質流場不(bú)穩定性的影響(xiǎng)。爲此，基于典型(xíng)大🈲流量檢定❌裝(zhuāng)置的流🌐程模型(xing)，通過采用FLUENT模拟(ni)不同檢定口徑(jìng)在不同流量點(dian)下的不同工作(zuo)組合模式，計算(suan)得到不同管路(lu)工🥰作條件下的(de)天然🏒氣體積😄流(liu)量測定誤差值(zhí)。研究分析結果(guǒ)表明:計量站的(de)标準表不同組(zǔ)合🔞方式工作🐉條(tiáo)件對檢定工作(zuo)質量具有不🔞同(tong)的影響，工作管(guǎn)路的口徑越大(da)而造成的介質(zhì)流動不穩定性(xing)産生的檢定結(jié)果精度影響越(yuè)明顯，通過改善(shàn)檢定系統中标(biao)準表與檢測表(biao)的管容和增🙇🏻大(dà)進、入口管路的(de)間距可降低檢(jiǎn)定誤差，從而一(yi)定程度地消除(chu)介質流動狀态(tài)帶給計量檢🌍定(ding)的影響，有效提(ti)高天然氣流量(liang)計檢測的量傳(chuán)水平。
0引言
　　爲保(bao)證天然氣貿易(yì)結算的公平公(gōng)正，需對廣泛應(yīng)用💛于各計量站(zhan)的天然氣流量(liàng)計實施強制檢(jian)定，檢定系統的(de)精度和可靠性(xìng)是影響計量檢(jiǎn)定結果的重要(yào)影響因素，也是(shì)保證公平貿易(yì)的重要保障。一(yi)🚶‍♀️般而言，在國家(jia)天然氣流量計(ji)量站的大流量(liàng)檢定裝置中，由(yóu)于🌈檢定管路的(de)🈲口徑大和工作(zuo)流量大，這就要(yào)求管内天🎯然氣(qì)應獲得一個充(chong)分發展的軸對(duì)稱的速度分布(bù)，以避免局☀️部流(liú)動的不穩定性(xing)對檢定結果造(zao)成一定的誤差(chà)影響。因此，探索(suo)💰分析檢定管路(lu)流場對檢定結(jie)論🔴精度的🔞影響(xiǎng)，确定标準表與(yu)檢測表間的間(jian)距和合适的管(guan)容條件，對提高(gao)計量☀️檢定工作(zuò)質量有着十分(fèn)重要的作用。
1大(dà)流量檢定系統(tǒng)流程簡化模型(xing)
　　國家石油天然(rán)氣大流量計量(liang)站武漢分站是(shì)中國石化依托(tuō)㊙️川♻️氣東送管道(dao)建設的國際先(xian)進水平的天然(ran)氣流量計量高(gao)🔴壓實流檢定站(zhàn)，能夠對DN500mm及以下(xià)的天然🧑🏽‍🤝‍🧑🏻氣流量(liang)計實施校準或(huò)檢定。該站使用(yòng)的檢定系統基(ji)于标準表法原(yuan)理，采用小流量(liang)檢定系統，大流(liú)量檢定系統及(jí)檢定🏃🏻‍♂️台位分區(qū)域💯組合成而。如(ru)圖1所示，大流量(liang)✉️檢定系統設置(zhì)6組由1台标準渦(wō)輪流量計和1台(tái)核查超聲流量(liàng)計串聯組配的(de)标準表管路(DN200mm)、5組(zǔ)檢定台位(分别(bié)爲DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和DN400mm)和1組移動(dong)式标準裝置檢(jiǎn)定接口(DN300mm)。
　　通常，大(da)流量檢定裝置(zhì)需根據檢定要(yao)求打開流量🐕計(ji)📞檢定💚管路、核查(chá)級标準表和工(gōng)作級标準組合(hé)表來開🚶‍♀️展檢定(ding)工作，其檢定🍉流(liú)量計管徑範圍(wei)(DN150～DN400)mm，壓力等級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流量(liang)🙇🏻範圍(25～9600)m2/h。

　　爲了便于(yu)模拟天然氣在(zài)管道内的流場(chang)狀況，簡化大流(liú)量🐕檢定裝置流(liú)程模型如圖2所(suo)示。模型左端連(lián)接标準表，是爲(wèi)介質入口💚側;模(mó)型右端連接被(bèi)檢表🔆，是爲介質(zhi)出口側。在實際(ji)的檢👨‍❤️‍👨定工作過(guo)程中，根據被檢(jian)表各🔴檢定點的(de)流量值實施核(hé)查級🧑🏾‍🤝‍🧑🏼标準流量(liàng)😄計的多種組合(hé)使用。［5－8］因此，以幾(ji)種較爲典型的(de)組合🔞開展分析(xī)，總結标準表與(yu)被檢表間的距(jù)離确定和檢定(ding)結果精度影響(xiǎng)規律。

2模拟單根(gēn)管路的檢定結(jie)果精度影響
2.1構(gòu)建網格模型
　　采(cǎi)用FLUENT模拟計算DN400管(guan)路在4MPa、20℃、檢定點流(liu)量1000m3/h時的管内天(tian)然氣❗流場狀況(kuàng)。如圖3所示，在GAMBIT建(jiàn)立三種不同管(guǎn)路條件🏃🏻模型并(bing)劃分網格，即分(fen)别模拟單根入(ru)口管和出口管(guǎn)距離很近、較近(jin)和較遠的不同(tong)情況。模型中y軸(zhóu)拟合彙管軸向(xiàng)，D彙=0.6m、L彙=7m;x－軸拟合入(rù)口管軸向，D入=0.2m、L入(ru)=3m;x+軸拟合🌂出口管(guan)軸向，D出=0.4m、L出=10m。

2.2計算(suàn)結果分析
　　根據(ju)武漢分站天然(rán)氣的基礎物性(xing)，在FLUENT中創建流體(tǐ)材❗料，經計🈲算得(dé)到流動穩定後(hou)的管内天然氣(qi)流速分布如圖(tú)4所示。

　　通過觀察(chá)出口管路分别(bie)在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的截面(mian)流速分布，并計(ji)算三💋種組合類(lèi)型在相應截面(miàn)上的體積流量(liàng)大小，如圖5所示(shi)。對比入口👣流量(liàng)，可清楚的知道(dao)各截👅面上流量(liang)值發生了波動(dong)，這是由于天然(rán)氣在管道内流(liú)場穩定性發生(sheng)變化而産生的(de)影響。因此，要最(zuì)大程度地消除(chu)天然氣流🌈場不(bu)穩定性對檢定(ding)結果精度的影(ying)響就需設置合(he)理的标準表與(yǔ)被檢表間的距(jù)離。根✂️據模拟結(jié)果可知:對模型(xíng)🆚1的管路情況，将(jiāng)被🏃🏻‍♂️檢表設置在(zai)4m處誤♋差最小;對(dui)模型2的管🔴路情(qing)況，将被檢表設(she)🚩置在6m處誤差最(zuì)小;對模型3的管(guan)路情況，将被檢(jiǎn)表設置在2m處誤(wu)差最小。

3模拟組(zu)合管路的檢定(ding)結果精度影響(xiang)
3.1構建網格模型(xíng)
　　采用FLUENT模拟計算(suàn)DN250管路在6MPa、20℃、檢定點(dian)流量2000m3/h時，三根入(rù)口管組合情👈況(kuang)下🐕的的管内天(tiān)然氣流場狀況(kuàng)。同理，在GAMBIT中建立(lì)模型并劃分網(wǎng)格，如圖6所示。

3.2計(jì)算結果分析
　　同(tong)樣根據武漢分(fen)站天然氣的基(ji)礎物性，在FLU-ENT中計(jì)算🧑🏾‍🤝‍🧑🏼得到流🌍動🎯穩(wen)定後的出口管(guan)内天然氣在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(he)10m處的流👨‍❤️‍👨速分布(bu)如圖7所示。

　　由圖(tu)7可以看出，出口(kǒu)管道内天然氣(qì)流動狀況在截(jie)面4m處💃🏻趨🏃🏻‍♂️于基💯本(ben)穩定，5m後的天然(ran)氣的流動狀态(tài)變化🔴已然非常(chang)的微小。如圖8所(suo)示，分别計算各(ge)截面的體積流(liu)量，并與入口流(liu)量對比發現被(bèi)檢表設置2m處誤(wù)差最小。通過天(tian)然氣流場穩定(dìng)🍓性與截面流量(liàng)的影♌響關系可(kě)知，設置合理的(de)檢定設備位置(zhì)，以保證介質流(liu)動穩定性🧡可有(yǒu)效的提高🔞檢定(ding)結果精度。

4結論(lùn)
　　在實際的流量(liàng)檢定工作中，核(he)查級标準流量(liang)計和被檢流量(liàng)👅計可有多種的(de)組合方式，要最(zuì)大程度地消除(chú)天然氣的流動(dòng)狀态帶給計量(liang)檢定的影響，必(bì)須要确定标準(zhǔn)表與檢😘測表間(jian)的合适間距和(he)管容👉。通過對天(tian)然氣流量計量(liang)站的大流量檢(jiǎn)定台上不同口(kǒu)徑在不同流量(liàng)點下的不同工(gōng)作組合模式進(jin)行流場模拟分(fen)析，計算得出不(bu)同管容截面上(shàng)的體積流量和(he)将産生的計量(liang)誤差。
(1)對比模拟(nǐ)被檢流量計口(kǒu)徑分别在DN400mm與DN250mm時(shi)的檢定結果精(jīng)度，DN400mm時🏃🏻的檢定誤(wù)差最大近乎3%，可(ke)見大口徑的流(liu)量計檢定工作(zuo)🚩質量受介質流(liu)場穩定性的影(ying)響更💚爲明顯㊙️。
(2)對(duì)比模拟單根入(ru)口管和三根入(ru)口管組合情況(kuàng)下的管内天然(ran)❌氣流場變化對(dui)檢定結果精度(du)的影響，可知标(biao)準👅表的不同組(zu)合方式造成的(de)影響程度并不(bu)相同。
(3)對比模拟(nǐ)較大被檢流量(liang)計口徑(DN400mm)條件，在(zài)入口管分别✊位(wèi)于彙管不同位(wei)置時的最小誤(wù)差截面位置在(zai)📐4m、6m和2m處⭕，可知适當(dang)減小兩表管容(rong)，增大入口管路(lu)和出♻️口管路之(zhī)間的水平距離(lí)可有效的降低(dī)檢定誤差。

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