摘　要(yao)：天然氣孔(kǒng)闆流量計(jì) 的現場檢(jiǎn)定,采用以(yǐ)文丘裏音(yīn)速噴嘴作(zuo)爲标準表(biao)的傳遞🤟型(xíng)校🔞準法。計(jì)量站場節(jie)流裝置在(zài)周期性的(de)維護過程(cheng)中,則需要(yào)⭕對其❤️孔闆(pan)、測量管直(zhi)度和圓度(du)進行幾何(he)檢定。介紹(shào)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(kǒng)⁉️闆流量計(jì)進行系統(tong)仲裁的檢(jiǎn)定方法,以(yi)及在🏃‍♀️現場(chǎng)實際條件(jian)下如何對(duì)标準孔闆(pǎn)及測量管(guǎn)進行必要(yào)⛹🏻‍♀️的幾何檢(jian)驗内容、使(shi)用的器具(jù)及其操作(zuo)方法。
現場(chǎng)系數檢定(dìng)與仲裁
　　現(xiàn)場檢定方(fang)法系指标(biao)準表比較(jiao)法或稱爲(wei)傳遞型👣校(xiào)準法。傳遞(dì)校準的原(yuán)理在于對(dui)照一台(或(huò)一組)已知(zhī)精度的🔴标(biao)準表來校(xiao)準🐪(或稱檢(jian)定)另一台(tai)工作儀表(biǎo)。在現🈚場操(cao)作條件下(xià)🏃使用标🔞準(zhǔn)表時🐅,爲保(bao)證不使脈(mò)動流或旋(xuán)轉流送到(dào)試驗段導(dao)緻不精确(què)的檢定結(jie)果,必須創(chuàng)造較理想(xiang)的流動條(tiáo)件和操作(zuò)條件。
目前(qian)國際上作(zuo)現場在線(xian)檢定用的(de)傳遞标準(zhun)大多采用(yòng)文丘裏音(yīn)速噴嘴,其(qí)次是 标準(zhǔn)渦輪流量(liang)計 。在特定(dìng)的條件下(xià)(例如在實(shí)驗室條件(jiàn)下且采用(yòng)Mt或PVTt法),對♍上(shang)述💰兩種标(biāo)準表進行(háng)檢定,最高(gāo)精度至少(shao)可達±0.25%。
1.文丘(qiū)裏音速噴(pen)嘴标準表(biǎo)
　　音速噴嘴(zui)爲固定式(shi)的(定流量(liàng))流量儀表(biǎo),對于一台(tái)具有給定(dìng)的喉部直(zhí)徑的音速(sù)噴嘴的這(zhè)種儀表在(zai)一個💜特定(dìng)的壓力下(xià)将給出一(yi)個并且隻(zhi)給出一個(ge)流量。因此(cǐ),爲了⛹🏻‍♀️得到(dào) 孔闆流量(liàng)計 在操作(zuo)範圍内的(de)精度曲線(xian),必須使用(yong)幾個(一組(zǔ))不同㊙️喉部(bu)尺寸的噴(pen)嘴,才能對(dui)孔闆流量(liang)計進行操(cao)作範圍内(nèi)的檢定(例(lì)如儀表滿(man)量程的20%～80%)。
2.現(xiàn)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(tái)孔闆流量(liàng)計容量較(jiao)大,需用數(shu)個噴嘴并(bìng)聯組合才(cái)能對它進(jin)行檢定。根(gen)據流體力(lì)學連續性(xing)✔️定理,在某(mou)一時間内(nei)通過噴嘴(zuǐ)⭐總的流量(liang),同時也等(deng)于通過位(wèi)于它上遊(yóu)的一台大(dà)🐉容量的孔(kǒng)闆流量計(jì)的流量。
在(zài)線檢定流(liu)程:檢定流(liú)程如圖1所(suǒ)示。

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

式(shì)中:C爲被檢(jiǎn)孔闆流量(liàng)計實際标(biao)定的流出(chu)系數;
Cdi爲第(di)i個噴嘴的(de)流出系數(shù);
C*i爲第i個噴(pēn)嘴的臨界(jiè)流函數;
A*i爲(wei)第i個噴嘴(zuǐ)的喉截面(mian)積,mm;
poi爲第i個(ge)噴嘴前的(de)滞止絕對(dui)壓力,MPa;
Toi爲第(dì)i個噴嘴前(qián)的滞止熱(re)力學溫度(du),K;
n爲音速噴(pen)嘴的支數(shu);
pb爲标準狀(zhuàng)态下的絕(jue)對壓力
　　　　(pb=0.101325MPa);
Tb爲(wèi)标準狀态(tai)下的熱力(li)學溫度
　(Tb=293.15K);
Zb爲(wei)标準狀态(tài)下天然氣(qi)壓縮因子(zi);
R爲氣體常(chang)數;
As爲秒計(ji)量系數(As=3.1794×10-6);
E爲(wèi)漸近速度(du)系數;
d爲孔(kǒng)闆開孔直(zhí)徑,mm;
FG爲相對(dui)密度系數(shu);
ε爲可膨脹(zhang)性系數;
FT爲(wèi)流動溫度(du)系數;
FZ爲超(chāo)壓縮因子(zǐ);
p1爲孔闆上(shàng)遊側取壓(yā)孔處氣流(liú)絕對靜壓(yā),MPa;
Δp爲氣流流(liú)經孔闆時(shí)産生的差(cha)壓,Pa。
如果檢(jian)定的是新(xīn)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(liú)量計算;
如(rú)果标定的(de)是舊孔闆(pǎn),則應求出(chū)流出系數(shu)的誤差💛,然(rán)🔞後🆚對流量(liang)進行修正(zheng)。
(2)對孔闆流(liú)量計進行(háng)系統仲裁(cái)檢定
　　檢定(ding)原理和工(gong)藝流程:
1)在(zai)線檢定時(shí),應保證與(yǔ)原來工況(kuang)條件盡量(liang)相同,即裝(zhuāng)置🏃‍♂️本✍️身不(bu)得有調修(xiū)、更換、清洗(xi);必須使用(yòng)原來的二(èr)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(yin)速噴嘴的(de)容量和調(diào)整組合數(shù),使檢定的(de)流量❗和原(yuan)來使💔用時(shi)的流量範(fàn)圍相一緻(zhì),在該流量(liang)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(xiǎo)流量)。在每(mei)個流量💯點(dian)上至少運(yun)行🔱15～30min以上。然(ran)後,根據原(yuan)來計算方(fang)法和工具(jù):包🧡括公式(shi)、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(zhi)Q示。
4)在試驗(yan)的同時間(jiān)内,記錄噴(pen)嘴的上遊(yóu)滞止壓力(lì)po和♍滞㊙️止溫(wen)🐉度To,并按下(xià)式計算出(chū)它的體積(jī)流量:

式中(zhong):Qb爲根據标(biao)準表計算(suàn)出的t時間(jian)内的天然(rán)氣标準流(liu)量,m3;
Zb爲天然(ran)氣在标準(zhun)狀态下(0.101325MPa,293.15K)的(de)壓縮因子(zi);
pb爲标準狀(zhuàng)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;
t爲(wèi)在某一檢(jian)定點,節流(liú)裝置試驗(yàn)時間。
5)在各(gè)個流量點(diǎn)上,差壓流(liu)量計的示(shi)值誤差按(an)下式計算(suàn):

現場檢定(dìng)節流裝置(zhì)———幾何檢驗(yan)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(tiao)件、檢驗設(shè)備及人員(yuan)專業水平(píng)⛱️),該☔處僅涉(shè)及計量站(zhan)場對節流(liú)裝置在周(zhou)期性的維(wéi)護過程中(zhōng)所需要重(zhong)點檢驗的(de)幾個技術(shu)指标。未涉(she)及的其它(ta)幾何尺寸(cun)指标應在(zai)投入現場(chǎng)使用前由(yóu)廠家出廠(chǎng)檢驗确定(dìng)。運抵現場(chang)後,由使用(yong)者對照說(shuō)明書按标(biāo)準要求和(hé)安裝單位(wèi)共同驗收(shōu)。
(2)幾何尺寸(cun)檢驗的技(jì)術要求應(yīng)符合JJG—94 差壓(yā)式流量計(ji) 檢定規程(cheng)和SY/T6143—1996天然氣(qì)流量的标(biāo)準孔闆反(fǎn)計量方法(fa)标準中所(suǒ)規定的各(ge)項指标。
(3)現(xian)場檢定幾(jǐ)何尺寸的(de)基本測量(liang)手段必須(xu)具備有:遊(you)标卡尺👉、内(nei)徑千分尺(chǐ)、鋼闆尺、鋼(gang)卷尺、塞規(gui)、表面粗糙(cāo)度比較樣(yàng)塊⭐、放大鏡(jìng)等。用以檢(jiǎn)驗的量具(jù)或儀器應(yīng)具有有效(xiào)的合格證(zhèng)書。其測💛量(liang)誤差應在(zai)被測量的(de)允許誤差(chà)的1/3以内。站(zhàn)場最好🛀配(pei)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(duan)面、圓筒形(xíng)部分及入(rù)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(bie)緊🏃‍♂️靠孔闆(pǎn)上、下遊端(duān)面,在大緻(zhì)垂直的兩(liǎng)個方位上(shàng),估計透光(guāng)的最大🌂縫(féng)隙寬度(用(yòng)塞規檢驗(yan)),其值與計(jì)量管内徑(jing)的比值應(ying)小于0.5%。
上遊(yóu)面及開孔(kǒng)圓筒形表(biǎo)面的粗糙(cāo)度檢驗:以(yi)樣塊(最好(hao)用于被檢(jiǎn)孔闆相同(tong)材料做成(cheng)的樣塊)工(gong)作面的表(biao)面粗糙度(dù)爲标準,與(yǔ)孔闆上遊(you)面及圓筒(tǒng)形表面進(jìn)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(dao)标準規定(ding)的要求(Ra≤10-4d),有(you)疑議時,可(ke)送檢有關(guān)計量部門(mén)用表面粗(cū)糙🔆度測量(liàng)儀實🏃🏻測Ra。
孔(kong)闆開孔直(zhí)角入口邊(biān)緣檢驗:①前(qian)面用目測(cè)法檢查時(shí)📐,入口邊緣(yuán)應無卷邊(bian)和毛刺,亦(yi)無肉眼可(ke)見的異常(chang)(如缺口等(děng))。或用觸覺(jiào),即用指甲(jia)刮檢入口(kǒu)時應很鋒(feng)利尖銳(憑(píng)經驗)。②用反(fǎn)射光法檢(jian)查時‼️:當d≥25mm用(yòng)2倍放大鏡(jìng)将孔闆傾(qing)斜45°,使日‼️光(guang)和人工光(guang)源射向直(zhi)角入口邊(bian)緣;當d<25mm時,用(yòng)4倍放大鏡(jìng)觀察邊緣(yuán)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(yuan)圓弧倒角(jiǎo)半徑rk**,其值(zhi)應滿足rk≤±0.0004d(應(ying)注意下遊(yóu)出口邊緣(yuan)亦不允許(xu)有明顯缺(que)陷)。
孔闆開(kāi)孔直徑d的(de)檢驗:使用(yòng)遊标卡尺(chǐ)在圓筒形(xíng)部分以大(dà)緻相等角(jiǎo)度的四個(gè)方位測量(liàng),其結果的(de)算術平♈均(jun)值作爲現(xian)場實測孔(kong)徑值。
其平(ping)均值:

式中(zhong):di爲第i次測(ce)量的d值;
d爲(wèi)孔闆開孔(kong)直徑平均(jun)值;
n爲測量(liàng)次數。
　　開孔(kong)直徑相對(dui)誤差按式(shì)(5)計算:

任意(yì)一個直徑(jìng)di與直徑平(ping)均值d之差(chà)不應大于(yu)平均值的(de)🔞±0.05%。

式中:Erd爲d的(de)重複性,可(kě)按式(7)計算(suan);
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(shù)。
測量管直(zhi)度和圓度(du)檢驗
1.目測(cè)檢查
　　測量(liang)管的直度(du)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(tou)入運行前(qián)還應對照(zhào)出廠說明(míng)書以鋼卷(juan)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(cè)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(geng)換測量管(guan)。測量管内(nèi)壁不允許(xu)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(liàng)管圓度按(an)下面方法(fa)進行檢驗(yan):用内徑千(qiān)分尺在孔(kong)闆上下遊(you)側距取壓(ya)孔軸向長(zhǎng)度上各爲(wèi)0.5D的範圍内(nei)實測。實測(cè)結果,其測(ce)量管内圓(yuán)柱表面圓(yuan)度公❗差應(ying)滿足以下(xia)要求。
(1)在離(li)孔闆上遊(you)端面(裝有(you)夾緊環時(shi),應在夾緊(jin)環前緣)0D、0.5D及(ji)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(miàn)上,以大緻(zhì)相等的角(jiǎo)距取4個内(nei)徑的單測(ce)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(zhí)比較🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,其偏(piān)差不得大(dà)于±0.3%。
(2)在離孔(kǒng)闆上遊端(duan)面0D至2D之間(jiān)的下遊直(zhi)管段上與(yǔ)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(píng)均測量管(guǎn)内徑D值比(bi)較,其偏差(cha)不得大于(yu)±3%。
(3)測量管内(nei)徑D的平均(jun)值按類同(tong)式(4)計算,直(zhi)徑百分誤(wù)差🏃🏻‍♂️按類同(tong)式💔(5)計算。

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