摘　要(yao)：天然氣孔(kong)闆流量計(jì) 的現場檢(jiǎn)定,采用以(yi)文丘裏音(yīn)速噴嘴作(zuo)爲标準表(biao)的傳遞型(xing)❓校準法。計(ji)量站場節(jie)流裝置在(zài)周期性的(de)維護過程(cheng)中,則需要(yao)對其孔闆(pan)、測量管直(zhi)度和圓度(dù)進行幾何(hé)檢定。介紹(shao)了現場檢(jian)定孔闆流(liú)量計的原(yuán)理,工藝流(liu)🌈程、檢定方(fāng)程式,對孔(kong)闆流量計(ji)進行系統(tong)🌂仲裁的檢(jiǎn)定方法,以(yǐ)及在現場(chang)實際條件(jian)下如何對(duì)标準孔闆(pan)及測量管(guǎn)進行必要(yào)的幾何檢(jian)驗内容、使(shǐ)用的器具(jù)及其操🎯作(zuo)方法。
現場(chang)系數檢定(dìng)與仲裁
　　現(xiàn)場檢定方(fang)法系指标(biāo)準表比較(jiào)法或稱爲(wèi)傳遞型校(xiào)準法🤞。傳遞(di)校準的原(yuan)理在于對(dui)照一台(或(huo)一組)已知(zhi)精度的标(biao)準表來✉️校(xiào)準💁(或稱檢(jiǎn)定)另一台(tai)工作儀表(biǎo)。在現場操(cao)作條件下(xia)使用标準(zhun)表時,爲保(bǎo)證不使❌脈(mo)動流或🚶‍♀️旋(xuan)轉流送到(dào)試驗段導(dao)緻不精确(què)的檢定😘結(jié)果,必須創(chuang)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻造較理想(xiǎng)的流動條(tiáo)件和✉️操作(zuo)條件。
目前(qian)國際上作(zuò)現場在線(xian)檢定用的(de)傳遞标準(zhǔn)大多采用(yong)🈲文🔞丘裏音(yīn)速噴嘴,其(qi)次是 标準(zhǔn)渦輪流量(liàng)計 。在特定(ding)的條件下(xia)(例如在實(shí)驗室條件(jian)下且采用(yòng)Mt或PVTt法😄),對上(shang)述兩種标(biāo)準表進行(hang)檢定,最高(gāo)精度至少(shǎo)可達±0.25%。
1.文丘(qiu)裏音速噴(pēn)嘴标準表(biǎo)
　　音速噴嘴(zuǐ)爲固定式(shì)的(定流量(liàng))流量儀表(biao),對于一台(tái)具有給定(ding)的喉部直(zhi)徑的音速(su)噴嘴的這(zhe)種儀表在(zài)一個特定(dìng)的壓力下(xia)将給出一(yī)個并且隻(zhī)給出一個(gè)流量。因此(ci),爲了得到(dao) 孔闆流量(liang)計 在操作(zuò)範圍内的(de)精度曲線(xian),必須使用(yòng)幾個(一組(zǔ))不同喉部(bù)尺寸的噴(pen)嘴,才能對(dui)孔闆流量(liàng)計進行操(cāo)作範圍♻️内(nèi)的🔱檢定(例(li)如💚儀表❓滿(mǎn)量程的20%～80%)。
2.現(xian)場檢定孔(kǒng)闆流量計(ji)
(1)檢定孔闆(pǎn)流出系數(shu)C
　　檢定原理(li):假設被校(xiao)準的單台(tai)孔闆流量(liang)計容量較(jiao)大,需用數(shu)❓個噴嘴并(bing)聯組合才(cai)能對它進(jìn)行檢定。根(gen)🏃‍♂️據流體力(li)學連續性(xing)定理💚,在某(mou)一時間内(nei)通過噴嘴(zuǐ)總的流❤️量(liàng),同時也等(deng)于通過位(wei)于它上遊(yóu)的一台大(da)⭕容量的孔(kǒng)闆流量計(ji)的流量。
在(zài)線檢定流(liu)程:檢定流(liu)程如圖1所(suo)示。

注:1.調壓(ya)閥;2.4、5、6、7、10截止閥(fa);3.孔闆;8.整流(liu)器;9.音速噴(pēn)嘴組合系(xi)統
檢定孔(kong)闆流出系(xi)數的檢定(ding)方程式:

式(shì)中:C爲被檢(jiǎn)孔闆流量(liang)計實際标(biao)定的流出(chū)系數;
Cdi爲第(di)i個噴嘴的(de)流出系數(shù);
C*i爲第i個噴(pen)嘴的臨界(jie)流函數;
A*i爲(wei)第i個噴嘴(zui)的喉截面(mian)積,mm;
poi爲第i個(gè)噴嘴前的(de)滞止絕對(duì)壓力,MPa;
Toi爲第(dì)i個噴嘴前(qián)的滞止熱(re)力學溫度(dù),K;
n爲音速噴(pen)嘴的支數(shù);
pb爲标準狀(zhuang)态下的絕(jue)對壓力
　　　　(pb=0.101325MPa);
Tb爲(wei)标準狀态(tai)下的熱力(lì)學溫度
　(Tb=293.15K);
Zb爲(wei)标準狀态(tài)下天然氣(qi)壓縮因子(zǐ);
R爲氣體常(chang)數;
As爲秒計(jì)量系數(As=3.1794×10-6);
E爲(wei)漸近速度(dù)系數;
d爲孔(kǒng)闆開孔直(zhí)徑,mm;
FG爲相對(duì)密度系數(shù);
ε爲可膨脹(zhang)性系數;
FT爲(wèi)流動溫度(dù)系數;
FZ爲超(chao)壓縮因子(zǐ);
p1爲孔闆上(shàng)遊側取壓(ya)孔處氣流(liú)絕對靜壓(yā),MPa;
Δp爲氣流流(liú)經孔闆時(shi)産生的差(chà)壓,Pa。
如果檢(jiǎn)定的是新(xin)孔闆,則使(shi)用時應按(àn)标定出的(de)流🌈出系數(shu)C值參加流(liu)量計算;
如(ru)果标定的(de)是舊孔闆(pǎn),則應求出(chu)流出系數(shù)的誤差,然(rán)後🆚對流量(liàng)🐅進行修正(zhèng)。
(2)對孔闆流(liu)量計進行(hang)系統仲裁(cái)檢定
　　檢定(dìng)原理和工(gong)藝流程:
1)在(zài)線檢定時(shí),應保證與(yǔ)原來工況(kuang)條件盡量(liàng)相同,即裝(zhuāng)置本身不(bú)得有調修(xiu)、更換、清洗(xi);必須使用(yòng)原來的二(er)次儀表,直(zhi)管段等🚩。
2)檢(jiǎn)定時,試驗(yan)壓力應調(diào)節到和原(yuan)來工作時(shi)的壓力🍉相(xiang)同。
3)選擇音(yīn)速噴嘴的(de)容量和調(diào)整組合數(shu),使檢定的(de)流量和📞原(yuán)來使用時(shí)的流量範(fan)圍相一緻(zhì),在該流量(liàng)範圍内👣至(zhi)少檢定4～6個(ge)流量點(包(bao)括最大流(liú)量和最小(xiao)流量)。在每(měi)個流量點(dian)上至少運(yùn)行15～30min以上。然(rán)🏃‍♀️後,根據原(yuan)來計算方(fang)法和工具(ju):包括公式(shì)、系數圖表(biao)等🐆計算出(chū)在👣此時間(jiān)内通過節(jiē)流裝置的(de)流量,即流(liu)量計示值(zhí)Q示。
4)在試驗(yàn)的同時間(jian)内,記錄噴(pen)嘴的上遊(you)滞止壓力(li)po和滞止溫(wen)度To,并按下(xia)式計算出(chu)它的體積(jī)流量:

式中(zhong):Qb爲根據标(biāo)準表計算(suàn)出的t時間(jian)内的天然(ran)氣标準👈流(liú)🥰量,m3;
Zb爲天然(rán)氣在标準(zhǔn)狀态下(0.101325MPa,293.15K)的(de)壓縮因子(zi);
pb爲标準狀(zhuang)态下的絕(jué)對壓力,pb=0.101325MPa;
Tb爲(wei)标準狀态(tai)下的熱力(lì)學溫度,Tb=293.15K;
t爲(wèi)在某一檢(jiǎn)定點,節流(liú)裝置試驗(yan)時間。
5)在各(gè)個流量點(dian)上,差壓流(liu)量計的示(shi)值誤差按(àn)下式計算(suàn):

現場檢定(dìng)節流裝置(zhi)———幾何檢驗(yàn)法
1.幾何檢(jian)驗法說明(ming)
(1)鑒于現場(chang)的實際條(tiáo)件(環境條(tiáo)件、檢驗設(shè)備及人員(yuan)專業水平(ping)),該處僅涉(she)及計量站(zhàn)場對節流(liú)裝置在周(zhōu)期性的維(wei)護過程中(zhong)所需要重(zhòng)點檢驗的(de)幾個技術(shu)指标。未涉(shè)及的其它(ta)幾何尺寸(cun)指标應✔️在(zài)投入現場(chǎng)❓使用前由(you)❌廠家出廠(chǎng)🤟檢驗确定(ding)。運抵現場(chang)後,由使用(yòng)🏃🏻‍♂️者對照說(shuo)明書按标(biao)準要求和(he)安裝單🈚位(wèi)共同驗收(shou)。
(2)幾何尺寸(cùn)檢驗的技(ji)術要求應(ying)符合JJG—94 差壓(yā)式流量計(ji) 檢定規程(chéng)和SY/T6143—1996天然氣(qi)流量的标(biāo)準孔闆反(fan)計量方法(fa)标💛準中所(suǒ)規定的各(ge)項指标。
(3)現(xiàn)場檢定幾(ji)何尺寸的(de)基本測量(liàng)手段必須(xū)具備有:遊(you)标♍卡尺、内(nei)徑千分尺(chǐ)、鋼闆尺、鋼(gang)卷尺、塞規(guī)、表面粗糙(cāo)度比較🙇🏻樣(yang)塊、放大鏡(jìng)等。用以檢(jian)驗的量具(jù)或儀器應(yīng)具有有效(xiao)的合格證(zheng)書。其測量(liàng)誤差應在(zai)被測量的(de)允許誤差(cha)的1/3以内🏃。站(zhan)場最好配(pèi)備專職(或(huò)兼職)的㊙️檢(jiǎn)驗者,以保(bao)證檢驗結(jié)果的可信(xin)度。
2.孔闆檢(jiǎn)驗
(1)外觀檢(jiǎn)查
　　檢查孔(kong)闆上遊端(duān)面、圓筒形(xing)部分及入(ru)口邊緣不(bu)應📱有髒污(wū)、積塵、腐蝕(shi)、明顯損傷(shāng)及變形現(xian)象。
(2)量具檢(jian)驗
平面度(dù)檢驗:用遊(you)标卡尺或(huò)鋼闆尺的(de)棱面分别(bié)緊靠孔闆(pan)👨‍❤️‍👨上、下遊端(duan)面,在大緻(zhi)垂直的兩(liǎng)個方位上(shàng),估計透☎️光(guang)的最大縫(féng)隙寬度(用(yong)塞規檢驗(yan)),其值與計(ji)量✉️管内徑(jing)的比值應(ying)小于0.5%。
上遊(yóu)面及開孔(kong)圓筒形表(biao)面的粗糙(cāo)度檢驗:以(yi)樣塊(最好(hǎo)用于被檢(jian)孔闆相同(tóng)材料做成(cheng)的樣塊)工(gōng)作面的表(biǎo)面粗糙度(dù)爲标準,與(yǔ)孔闆上遊(you)面及圓筒(tǒng)形表面進(jin)行比較,從(cong)而以視覺(jiao)(可借助放(fang)大鏡)判斷(duàn)上述表面(miàn)的粗糙度(dù)Ra是否達到(dào)标準規定(dìng)的要求(Ra≤10-4d),有(you)疑議時,可(kě)送檢有關(guan)計量部門(men)💛用表面粗(cū)糙度測量(liang)儀實測Ra。
孔(kong)闆開孔直(zhí)角入口邊(biān)緣檢驗:①前(qián)面用目測(ce)法檢查時(shí),入口邊緣(yuan)應無卷邊(bian)和毛刺,亦(yi)無肉眼可(kě)見的異♋常(chang)(如缺口等(děng))。或用觸覺(jiao),即用指甲(jia)刮檢入口(kou)時應很鋒(fēng)利尖銳(憑(ping)經驗)。②用反(fǎn)射光法檢(jiǎn)查時:當d≥25mm用(yong)2倍放大鏡(jìng)将孔闆🤞傾(qing)斜45°,使日🌈光(guāng)和人工光(guang)源射向😘直(zhí)角入口邊(bian)緣;當d<25mm時,用(yòng)4倍放大鏡(jìng)觀察邊緣(yuan)應無🤟反射(shè)光。
上述方(fāng)法有疑議(yì)時,應送檢(jiǎn)有關計量(liang)部門用模(mo)鑄法實測(ce)入口🍓邊緣(yuán)圓弧倒角(jiǎo)半徑rk**,其值(zhí)應滿足rk≤±0.0004d(應(yīng)注意下遊(yóu)出口邊⛹🏻‍♀️緣(yuán)亦不允許(xǔ)有明顯缺(quē)陷)。
孔闆開(kāi)孔直徑d的(de)檢驗:使用(yong)遊标卡尺(chǐ)在圓筒形(xing)部分以大(da)緻相🐅等角(jiao)度的四個(ge)方位測量(liang),其結果的(de)算術平均(jun1)值⭐作爲🔅現(xiàn)場實測👨‍❤️‍👨孔(kong)徑值。
其平(píng)均值:

式中(zhōng):di爲第i次測(ce)量的d值;
d爲(wei)孔闆開孔(kǒng)直徑平均(jun1)值;
n爲測量(liàng)次數。
　　開孔(kong)直徑相對(dui)誤差按式(shi)(5)計算:

任意(yi)一個直徑(jing)di與直徑平(ping)均值d之差(cha)不應大于(yu)平均值的(de)±0.05%。

式中:Erd爲d的(de)重複性,可(ke)按式(7)計算(suàn);
Esd爲測量d的(de)量具的準(zhun)确度

式中(zhong):ta爲置信概(gai)率爲95%時的(de)t分布系數(shu)。
測量管直(zhí)度和圓度(du)檢驗
1.目測(cè)檢查
　　測量(liang)管的直度(dù)在現場僅(jin)需目測,目(mù)測是直的(de)則被認爲(wèi)滿足直度(du)要求。在投(tóu)入運行前(qian)還應對照(zhào)出廠說明(ming)書以鋼卷(juàn)尺量其測(cè)💘量管長度(du)是否滿足(zu)最小直管(guǎn)段⭐長度要(yao)求。目測測(ce)量管圓度(du)時,如果端(duan)面圓截面(mian)呈明顯的(de)橢圓形狀(zhuàng),則必須更(gèng)換測㊙️量管(guǎn)。測量管内(nèi)壁不允許(xǔ)有可見的(de)焊疤、台階(jie)、坑凹和污(wu)物,否💁則必(bi)須打磨、填(tián)補和清洗(xi)幹淨。
2.量具(ju)檢驗
　　測量(liang)管圓度按(àn)下面方法(fa)進行檢驗(yan):用内徑千(qian)分尺在孔(kong)闆💋上下遊(yóu)側距取壓(yā)孔軸向長(zhǎng)度上各爲(wèi)0.5D的範圍内(nei)實測。實測(ce)🔴結果,其測(cè)量管内圓(yuan)柱表面圓(yuan)度公差應(yīng)滿🙇🏻足以下(xià)要求。
(1)在離(lí)孔闆上遊(yóu)端面(裝有(you)夾緊環時(shí),應在夾緊(jin)環前緣🆚)0D、0.5D及(jí)0D至0.5D之間的(de)上遊直管(guan)段上取三(san)個與管道(dao)軸線垂直(zhí)✏️的截面,在(zài)每個截面(mian)上,以大緻(zhì)相等的角(jiǎo)距取🚩4個内(nei)徑💰的單測(cè)值,共得⭐12個(gè)單測值,并(bìng)求其算術(shu)平均🏃🏻‍♂️值。任(ren)一單測值(zhí)與平均值(zhi)比較,其偏(piān)差不得大(dà)于±0.3%。
(2)在離孔(kong)闆上遊端(duān)面0D至2D之間(jiān)的下遊直(zhi)管段上與(yu)管道軸線(xiàn)垂🧡直的一(yi)個截面上(shàng),以大緻相(xiàng)等的角距(jù)取4個直徑(jìng)單🥰測值㊙️。任(ren)一單測值(zhi)與孔闆上(shang)遊側按a條(tiao)規定方法(fa)得到的平(ping)均測量管(guǎn)内徑D值比(bi)較,其偏差(chà)不得大于(yu)±3%。
(3)測量管内(nèi)徑D的平均(jun)值按類同(tóng)式(4)計算,直(zhi)徑百分誤(wù)🌈差按類同(tóng)式🈚(5)計算。

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