HPPP法檢定高壓天然氣流量計(jì)
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圖2 HPPP法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置圖
由于HPPP法的不確定度較小，因此在實(shí)際天然氣流量計(jì)檢定站中常常被用作原級檢定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)它作為原級標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定次級標(biāo)準(zhǔn)裝置（以音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為例）時，其檢定流程如下：
分輸站（天然氣支干線）來氣→分離器→一級穩(wěn)壓→小流量二級穩(wěn)壓→HPPP氣缸→音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)，待檢定結(jié)束后，經(jīng)四通換向閥換向，活塞回位→壓縮機(jī)→天然氣支干線。
當(dāng)它作為原級標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定高準(zhǔn)確度小口徑流量計(jì)時，其流程如下：
分輸站來氣→分離器→一級穩(wěn)壓→小流量二級穩(wěn)壓→HPPP氣缸→高精度小口徑流量計(jì)，待檢定結(jié)束后，經(jīng)四通換向閥換向，活塞回位→壓縮機(jī)→天然氣支干線。
HPPP法檢定步驟如下：
關(guān)閉位于側(cè)面的閥門，打開最下面的閥門，天然氣經(jīng)調(diào)壓、穩(wěn)流后流經(jīng)氣缸及檢定管路，當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定要求后，關(guān)閉最下面的閥門，打開側(cè)面的閥門，電機(jī)推動活塞勻速前進(jìn)（活塞前后壓差很?。?dāng)活塞達(dá)到第一個控制點(diǎn)時，控制系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，當(dāng)活塞達(dá)到第二個控制點(diǎn)時，控制系統(tǒng)記錄下當(dāng)前時間，脈沖記錄設(shè)備開始記數(shù)，經(jīng)過△t時間后，活塞達(dá)到第四個控制點(diǎn)時，控制系統(tǒng)記錄下當(dāng)前時間，脈沖記錄設(shè)備停止記數(shù)，第二與第四控制點(diǎn)之間的體積為有效檢定容積△V，由此可以計(jì)算到流經(jīng)渦輪表的瞬時工況體積流量qv=△V/△t；活塞繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)通過最后一個控制點(diǎn)后，打開位于右邊的閥門，活塞停止前進(jìn)，然后切換四通閥，天然氣反向進(jìn)入氣缸，推動活塞回位，檢定過程結(jié)束。
4 HPPP法量值傳遞溯源
從計(jì)量學(xué)的基本原理看，溯源性與準(zhǔn)確性、一致性一樣，是計(jì)量結(jié)果的一種基本屬性。常常將其定義為計(jì)量結(jié)果可以通過連續(xù)的、已知不確定度的溯源鏈與合適的國際或國家標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系。溯源性是指在要求進(jìn)行的測量過程與被認(rèn)為是“基準(zhǔn)的”或“無可爭議的”某個量值或一組量值之間存在的一條連續(xù)的、相互聯(lián)系的并經(jīng)驗(yàn)證的通道（即溯源鏈）。具有完整溯源性的測量數(shù)據(jù)應(yīng)該可以清晰地追溯到SI制基本單位[4]。
然而由于天然氣屬于易燃、易爆的動態(tài)可壓縮氣體，因此天然氣流量量值溯源過程中安全性便成為首要約束條件，且天然氣的流量量值不易于復(fù)現(xiàn)。天然氣屬于多組分混合氣體，組分的變化會引起相對密度、發(fā)熱量、壓縮因子、等熵指數(shù)、臨界流函數(shù)等物性參數(shù)的變化，而這些參數(shù)直接參與天然氣流量計(jì)算，對流量結(jié)果有直接影響。所以要保證天然氣計(jì)量最終結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，必須保證天然氣流量計(jì)量和分析測試兩個方面均具有良好的溯源性[5]。
對于高壓天然氣其流量量值溯源體系主要由原級標(biāo)準(zhǔn)裝置（HPPP）、次級標(biāo)準(zhǔn)裝置、工作級標(biāo)準(zhǔn)裝置和核查標(biāo)準(zhǔn)裝置組成。以采用三級標(biāo)準(zhǔn)檢定，原級流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用HPPP（流量范圍8～480m3/h，不確定度U=0.06%）；次級流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用音速噴嘴氣體流量裝置（流量范圍8～1460m3/h，不確定度U=0.16%）；工作標(biāo)準(zhǔn)采用渦輪標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)（流量范圍8～14000m3/h，不確定度U=0.25%）；超聲流量計(jì)（流量范圍20～14000m3/h，不確定度U=0.25%）作為核查標(biāo)準(zhǔn)為例，測量數(shù)據(jù)經(jīng)過溯源最終可以追溯到時間和長度兩個SI基準(zhǔn)。其檢定過程的量值傳遞溯源圖如圖3所示。
圖4 HPPP法原級標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定過程的量值溯源圖
HPPP法被用作原級標(biāo)準(zhǔn)檢定天然氣流量計(jì)具有流量穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，由于受技術(shù)限制在國內(nèi)其應(yīng)用并不廣泛。在采用HPPP作為檢定天然氣流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置建設(shè)過程中，必須加強(qiáng)與國際間的技術(shù)交流和量值比對，以實(shí)現(xiàn)我國天然氣工業(yè)國際化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]StephenD，Baldwin，Unocal，etal.EconomicIm-pactofDifferentGasFlowMeasurementStandards[J].SocietyofPetroleumEngineers，1997:38-87.
[2]張永紅.天然氣流量計(jì)量（第二版）[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001：148-152.
[3]張?jiān)铺?高壓天然氣計(jì)量器具實(shí)標(biāo)裝置[J].城市燃?xì)猓?002，16（5）：23-24.
[4]陳庚良.論天然氣組成分析的溯源性[J].石油與天然氣化工，2008，37（3）：243.
[5]徐明，吳運(yùn)逸.淺談天然氣流量量值溯源[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2009（2）：38.(end) 熱式質(zhì)量流量計(jì)相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計(jì)原理 流量計(jì)相關(guān)文章:流量計(jì)原理
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