分析天然氣流量計(jì)取壓方式對檢定結(jié)果的影響及優(yōu)化措施

１． １　 天然氣流量計(jì)的工作原理
　　 圖１為天然氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后，流體被迫繞著發(fā)生器劇烈旋轉(zhuǎn)， 形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)， 旋渦流受到回流的作用， 開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比， 不受流體的物理性質(zhì)及密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率，通過計(jì)算就可得到流量值， 且所測流量值能在較寬的范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為：ｑｖ＝ｆ／Ｋ（１）
式中 ｑ ｖ 為體積流量， ｍ３ ／ｓ ； ｆ 為旋渦頻率， Ｈ ｚ ； Ｋ 為流量儀表系數(shù)， ｍ －３ 。

天然氣流量計(jì)檢定過程中使用的取壓孔在表體的下部或側(cè)部。為了弄清楚取壓方式對流量計(jì)檢定準(zhǔn)確度的影響，分別在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下進(jìn)行了流量計(jì)檢定試驗(yàn)。
１． ２　 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
　　 試驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為負(fù)壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置， 其準(zhǔn)確度等級為０． ３級， 可以滿足一般準(zhǔn)確度等級為１．５級的天然氣流量計(jì)的檢定要求， 檢定依據(jù)為 Ｊ Ｊ Ｇ ?。?９ ８ — １ ９ ９ ４ 速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。試驗(yàn)以不同廠家、不同口徑的天然氣流量計(jì)為例， 對采用表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下
不同流量點(diǎn)的流量計(jì)誤差進(jìn)行比較。
　　 以使用廣泛的Ｄ Ｎ １ ０ ０ Ｂ天然氣流量計(jì)為例， 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為６ ０ｓ ， 標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為 ２ ８． ９℃ ，空間平均濕度為 ３ ０％ ， 流量計(jì)的平均溫度為 ２ ８． ３℃ ， 在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表 １、 ２ 所示。

由表１、２得到Ｄ Ｎ １ ０ ０Ｂ天然氣流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對誤差曲線如圖 ２所示。
　　 以 某公司生產(chǎn)的Ｔ Ｄ Ｓ ２ ０ ０ Ｂ Ｔ天然氣流量計(jì)為

例， 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為 ６ ０ｓ ， 標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為２ ９．７℃ ， 空間平均濕度為 ４ ２％ ， 流量計(jì)的平均溫度為２ ９． ３℃ ，在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表 ３ 、 ４所示。兩種取壓方式下的流量計(jì)相對誤差曲線如圖３所示。

表１～４中的儀表系數(shù)計(jì)算方法參見Ｊ Ｊ Ｇ ?。?９ ８ —１ ９ ９４速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。流量計(jì)相對誤差的計(jì)算公式為：
式中 Ｅ 為流量計(jì)相對誤差， ％ ； Ｋ ｉ 為檢定過程中計(jì)算得出的儀表系數(shù)， ｍ －３ ；Ｋ ０ 為原始狀態(tài)的儀表系數(shù)， ｍ－３。

２、取壓方式的影響分析
　　 從以上數(shù)據(jù)表和曲線圖中可以看出：天然氣流量計(jì)型號一定的情況下，用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較好， 用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較差； 流量測點(diǎn)相同的情況下，表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小， 管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大； 兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大，在流量為２ ?。?０ ０ｍ３ ／ｈ時(shí)兩者相差近６． ２％ ， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級。所以， 在天然氣流量計(jì)的檢定過程中，應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。
３、流量計(jì)使用改進(jìn)措施
　　 綜上所述， 天然氣流量計(jì)在檢定過程中， 管道取壓孔取壓方式對流量計(jì)檢定結(jié)果的影響較大。為了保證天然氣流量計(jì)檢定工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性， 避免由于流量計(jì)表體取壓孔堵塞而導(dǎo)致檢定員在管道取壓孔取壓對流量計(jì)進(jìn)行檢定， 提出以下改進(jìn)措施。
　　１ ） 建議天然氣流量計(jì)生產(chǎn)廠家在不影響流量計(jì)性能的前提下， 適當(dāng)改進(jìn)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)， 比如可以提高取壓孔的位置，避免其被雜物堵塞。
　?。?） 用戶在使用現(xiàn)場可在天然氣流量計(jì)前端安裝過濾裝置， 將雜物濾除掉。
　?。?） 天然氣流量計(jì)出廠時(shí)將取壓孔外部螺絲涂抹潤滑油， 同時(shí)將取壓孔內(nèi)部用橡皮塞堵上，防止雜物堵塞和取壓孔生銹。
　?。?） 天然氣流量計(jì)檢定過程中， 如果點(diǎn)流量變化較大，而流量計(jì)壓力變化不明顯時(shí)， 檢定系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置取壓無效報(bào)警， 以提示檢定人員采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。