摘要:在國(guó)家天然氣(qi)流量計 計(ji)量站大流(liú)量檢定系(xì)統的應用(yòng)過程中，由(yóu)于工作需(xū)開啓不同(tong)的檢定管(guǎn)路，所實施(shi)的核查級(ji)标準表和(hé)被檢工💞作(zuo)表具有多(duo)樣化的組(zu)合方式，且(qie)工作流量(liàng)較大，其檢(jian)定結果精(jīng)度非常易(yi)受介質流(liú)場不穩定(dìng)性的影響(xiang)。爲此，基于(yu)典型大流(liú)量檢定裝(zhuāng)置的流程(cheng)模型，通過(guo)采用FLUENT模拟(ni)不同檢定(dìng)口徑在不(bú)同流量點(dian)下的不同(tong)工作組合(he)模式，計算(suan)得到不同(tóng)管路工作(zuò)條件下的(de)天然氣體(ti)積流量測(ce)定誤差值(zhí)。研究分析(xī)結果表明(míng):計量站的(de)标準表不(bú)同組合方(fang)式工作條(tiao)件對檢定(ding)工作質量(liàng)具有不同(tóng)的影響，工(gong)作管路的(de)口徑越大(dà)而造成的(de)介質流動(dòng)不穩定👣性(xìng)産生的檢(jian)定結果精(jīng)度影響越(yue)明😘顯，通過(guo)改善檢定(dìng)系統中标(biao)準表與檢(jian)測表的管(guan)容和增大(dà)💃🏻進、入口管(guan)路的間距(ju)可降低🐆檢(jiǎn)定誤差，從(cóng)而一定程(cheng)度地消除(chú)介質流動(dòng)狀态帶給(gei)計量檢㊙️定(ding)的影響，有(yǒu)效提高天(tian)然氣流👄量(liàng)計檢測的(de)量傳水平(píng)。
0引言
　　爲保(bǎo)證天然氣(qi)貿易結算(suàn)的公平公(gōng)正，需對廣(guǎng)泛應用于(yú)各計㊙️量站(zhan)的天然氣(qi)流量計實(shí)施強制檢(jiǎn)定，檢🌈定系(xì)統的精度(du)和可靠性(xìng)是影響計(ji)量檢定結(jié)果的👅重要(yào)影響因素(su)‼️，也是保證(zheng)公平貿易(yi)的🔴重要保(bao)障。一般而(ér)言，在國家(jiā)天然氣流(liu)量計量站(zhàn)的大流量(liàng)檢定裝置(zhi)中，由于檢(jian)定管路的(de)口徑大和(hé)工作流量(liang)大，這就要(yao)求管内天(tiān)然氣應獲(huò)得一🔞個充(chong)分發展的(de)軸對稱的(de)速度分布(bu)，以📐避免局(ju)🍉部流動的(de)📱不穩定性(xìng)對檢定結(jié)果造成一(yī)定的誤差(cha)影響。因此(ci)，探索分析(xī)檢定‼️管路(lu)流場對檢(jiǎn)定結論精(jīng)度的影響(xiǎng)，确定标準(zhǔn)表與檢測(cè)表間的間(jiān)距和合适(shì)🤟的管容條(tiao)件，對提高(gāo)計量檢定(dìng)工作質量(liàng)有着十分(fèn)✉️重要的作(zuò)用。
1大流量(liang)檢定系統(tong)流程簡化(hua)模型
　　國家(jiā)石油天然(ran)氣大流量(liang)計量站武(wu)漢分站是(shi)中國🏃石化(hua)依🈲托川氣(qi)東送管道(dào)建設的國(guó)際先進水(shuǐ)平的天然(rán)氣流量計(jì)量高壓實(shi)流檢定站(zhàn)，能夠對DN500mm及(jí)以下的天(tian)然氣流量(liàng)計實施校(xiào)準或檢定(ding)。該站使用(yong)的檢定系(xi)統基于标(biāo)準表法原(yuán)理，采用小(xiao)流量🌂檢定(ding)系統，大流(liú)量檢定系(xì)統及檢定(dìng)台位分區(qu)域組合成(chéng)而。如⛷️圖1所(suo)示，大流量(liàng)檢定系統(tong)設置6組由(you)1台标準渦(wō)🎯輪流量計(ji)和1台核查(chá)超聲流量(liang)計串聯組(zǔ)配的标準(zhun)表管路㊙️(DN200mm)、5組(zu)檢定台位(wei)(分别爲DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和(he)DN400mm)和1組移動(dong)式标準裝(zhuang)置檢🧑🏾‍🤝‍🧑🏼定接(jiē)口(DN300mm)。
　　通常，大(da)流量檢定(dìng)裝置需根(gen)據檢定要(yao)求打開流(liu)量☎️計檢定(ding)管路、核查(chá)級标準表(biao)和工作級(ji)标準組合(he)表來開展(zhǎn)檢🐕定工作(zuò)，其檢定流(liu)量計管徑(jing)範圍(DN150～DN400)mm，壓力(li)等🌈級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流量(liàng)範圍(25～9600)m2/h。

　　爲了(le)便于模拟(ni)天然氣在(zai)管道内的(de)流場狀況(kuàng)，簡化大♊流(liú)量檢定裝(zhuang)置流程模(mó)型如圖2所(suo)示。模型左(zuǒ)端連接标(biāo)💚準表，是爲(wèi)介質入口(kǒu)✉️側;模型右(yòu)端連接被(bèi)檢表🌈，是爲(wei)介質出口(kou)側。在實際(jì)的檢定工(gōng)作過程中(zhong)，根據🔆被檢(jian)表各檢定(dìng)點的流量(liàng)值實💃施核(hé)查級标準(zhǔn)流量計的(de)多種組合(hé)使用。［5－8］因此(ci)❌，以幾種較(jiao)爲典型的(de)組合開展(zhan)分析，總結(jie)标準表與(yǔ)被檢表間(jiān)的距離确(que)定和檢定(dìng)結果精度(du)影響規律(lü)🐪。

2模拟單根(gēn)管路的檢(jian)定結果精(jing)度影響
2.1構(gòu)建網格模(mó)型
　　采用FLUENT模(mó)拟計算DN400管(guǎn)路在4MPa、20℃、檢定(dìng)點流量1000m3/h時(shí)的管内天(tiān)然氣流場(chang)狀況。如圖(tu)3所示，在GAMBIT建(jian)立三種不(bu)同管路條(tiáo)件🚶模型并(bing)劃分網格(gé)，即🈲分别模(mó)拟單根入(rù)口管和出(chū)口管距離(lí)很近、較近(jin)和較🔞遠的(de)不同情況(kuàng)。模型中y軸(zhóu)拟合彙管(guan)軸向，D彙=0.6m、L彙(hui)=7m;x－軸拟合入(ru)口🌐管軸向(xiang)，D入✂️=0.2m、L入=3m;x+軸拟(nǐ)合出口管(guǎn)軸向🔅，D出=0.4m、L出(chū)=10m。

2.2計算結果(guo)分析
　　根據(ju)武漢分站(zhan)天然氣的(de)基礎物性(xing)，在FLUENT中創建(jian)流體材料(liao)，經計算得(de)到流動穩(wen)定後的管(guǎn)内天然氣(qi)流速分布(bu)如圖4所示(shi)。

　　通過觀察(cha)出口管路(lu)分别在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(he)10m處的截面(miàn)流速分布(bu)🏃‍♀️，并計算三(sān)種組合類(lèi)型在相應(yīng)截面上的(de)體積流量(liang)大小，如圖(tu)5所示。對比(bǐ)入口☂️流量(liàng)，可清楚的(de)知道各截(jie)面上流量(liàng)值發生了(le)波動，這是(shi)❓由于天然(ran)氣在管道(dao)💃🏻内流場穩(wěn)定性發生(sheng)變化而産(chǎn)♌生的影響(xiǎng)。因此，要最(zuì)🤩大程度地(di)消㊙️除天然(ran)氣流場不(bú)穩定性對(dui)檢定結果(guǒ)💁精度的影(ying)響就需設(she)置合理的(de)标準表與(yu)被檢表間(jian)的距離。根(gēn)據模拟結(jie)果可知:對(dui)模型1的管(guan)路情況，将(jiang)被檢表設(shè)置在4m處誤(wù)🚶‍♀️差最小;對(duì)模型2的管(guǎn)路情況，将(jiang)被檢表設(shè)置在6m處誤(wù)差最小;對(duì)⭐模型3的管(guan)路情況，将(jiang)🆚被檢表設(she)置在2m處誤(wù)差最小。

3模(mó)拟組合管(guǎn)路的檢定(ding)結果精度(dù)影響
3.1構建(jiàn)網格模型(xing)
　　采用FLUENT模拟(nǐ)計算DN250管路(lù)在6MPa、20℃、檢定點(dian)流量2000m3/h時，三(sān)根入口管(guǎn)組合情況(kuang)下的的管(guǎn)内天然氣(qì)流場狀況(kuang)。同理，在GAMBIT中(zhong)✏️建立模型(xing)并劃🌐分網(wang)格，如圖6所(suǒ)示。

3.2計算結(jie)果分析
　　同(tóng)樣根據武(wǔ)漢分站天(tiān)然氣的基(jī)礎物性，在(zai)FLU-ENT中計算得(de)到流動穩(wen)定後的出(chū)口管内天(tiān)然氣在2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和(he)10m處的流速(su)分布如圖(tú)7所示。

　　由圖(tú)7可以看出(chū)，出口管道(dao)内天然氣(qi)流動狀況(kuàng)在截面4m處(chu)趨于基🛀🏻本(běn)穩定，5m後的(de)天然氣的(de)流動狀态(tai)變化已然(ran)非常🙇🏻的微(wei)小。如圖8所(suo)示，分别計(ji)算各截面(miàn)的體積流(liú)量，并與入(rù)口流量對(duì)比發現被(bei)檢表設置(zhi)2m處誤差最(zuì)小。通過天(tian)然氣🌈流場(chang)穩定性與(yǔ)截面流量(liang)的影🈲響關(guan)系可知，設(shè)置合理的(de)檢定設備(bèi)位置，以保(bao)證介🐇質流(liú)動穩定性(xing)可有效的(de)提高檢定(ding)結果精度(du)。

4結論
　　在實(shi)際的流量(liàng)檢定工作(zuo)中，核查級(jí)标準流量(liàng)計和被檢(jiǎn)流量⛱️計可(kě)有多種的(de)組合方式(shì)，要最大程(cheng)度地☎️消除(chu)天然氣的(de)💃流動狀态(tài)😍帶給計量(liàng)檢定的影(yǐng)響，必須要(yao)确定标準(zhǔn)表與檢測(cè)表間的合(hé)适間距和(hé)管容。通過(guò)對天☁️然氣(qì)流量計量(liang)站的大流(liú)量檢定台(tái)上不🚩同口(kǒu)徑在不同(tóng)流量點下(xià)的不同工(gōng)作🚩組合模(mó)式進行流(liú)場模拟分(fen)析，計算得(dé)出不同管(guǎn)容截面上(shàng)的體積流(liu)量和将産(chan)生的計量(liang)❌誤差。
(1)對比(bǐ)模拟被檢(jiǎn)流量計口(kou)徑分别在(zai)DN400mm與DN250mm時的檢(jiǎn)定結果精(jing)度🌏，DN400mm時的檢(jian)定誤差最(zui)大近乎3%，可(ke)見大口徑(jing)的流量計(ji)檢定❗工作(zuò)質量受介(jiè)質流場穩(wěn)定性的影(yǐng)響更爲明(ming)顯🆚。
(2)對比模(mó)拟單根入(ru)口管和三(sān)根入口管(guǎn)組合情況(kuàng)下的管内(nei)天然氣流(liú)場變化對(duì)檢定結果(guǒ)精度的影(yǐng)響，可知标(biao)準表的🌂不(bú)同組合方(fāng)式造成的(de)影響程度(du)并😄不相同(tóng)。
(3)對比模拟(nǐ)較大被檢(jian)流量計口(kǒu)徑(DN400mm)條件，在(zai)入口管分(fen)别位于彙(huì)管不同位(wèi)置時的最(zuì)小誤差截(jié)面位置在(zài)4m、6m和2m處，可知(zhī)适當減小(xiǎo)兩表管容(róng)，增大入口(kou)管路和出(chu)🏃🏻口管路㊙️之(zhi)間的水平(píng)距離可有(yǒu)效的降低(di)檢定誤差(chà)。

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