摘要(yào):随着國家(jia)節能環保(bǎo)戰略的實(shí)施，天然氣(qì)發展💜迅速(sù)，計量糾紛(fēn)及輸差問(wèn)題也日益(yì)突出，如何(he)準确計量(liang)确保買賣(mai)雙方的合(hé)法利益成(chéng)爲關注的(de)重點‼️，天然(ran)氣爲多組(zu)分氣體，影(yǐng)響計💔量結(jie)果的因素(su)較多，文章(zhang)主要🔴分析(xī)整流闆對(dui) 超聲流量(liàng)計 計量結(jie)果的影響(xiang)，爲天然氣(qì)流量計 的(de)安裝、選型(xíng)、檢定提供(gong)技術支撐(chēng)。
　　按照GB/T18604《用氣(qì)體超聲流(liu)量計測量(liàng)天然氣流(liu)量》要求早(zǎo)，進入超聲(shēng)流👌量計的(de)天然氣應(ying)是對稱的(de)充分發展(zhǎn)的紊👣流速(sù)度分布，但(dan)由于上遊(yóu)管路的管(guan)道配件、調(diao)壓閥及🐆直(zhí)管段長度(du)等會影響(xiang)進入流量(liàng)計的氣體(tǐ)🌈速度剖面(miàn)，從而影響(xiang)測量精度(dù)。爲了減小(xiǎo)流速剖面(mian)對計量的(de)影響，各流(liu)量計廠商(shang)均配備了(le)整流闆安(ān)㊙️裝至流量(liang)計前🔅10D位置(zhì)，用于減少(shao)旋渦和改(gǎi)善天然氣(qì)速度分布(bu)。
　　不同廠家(jiā)流量計的(de)聲道布置(zhì)及流量計(ji)算數學模(mó)型不🔴同，對(duì)進入流量(liàng)計的流态(tai)要求不同(tong)，配套的整(zhěng)流闆也不(bú)同，圖👣1是三(sān)個廠家配(pèi)套的整流(liú)闆，由圖可(kě)以看出，每(mei)款整流闆(pan)的開孔布(bù)局、分布方(fāng)式均不相(xiàng)同。由于大(da)家對流量(liàng)計整流闆(pǎn)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻關注的少(shao)，錯誤的認(rèn)爲隻要有(you)整🐉流闆就(jiu)能保證流(liú)量計的精(jīng)度，在流量(liàng)🌈計配整流(liu)闆時未嚴(yan)格按照廠(chang)家要求進(jin)行配⭐置，同(tong)時送檢流(liú)量計時也(ye)未将配套(tào)整流闆同(tong)時送檢早(zao)，導緻檢定(ding)過程用整(zhěng)流闆與現(xiàn)場應用❗過(guò)程整流闆(pǎn)不一-緻甲(jia)。

　　爲了确認(ren)整流闆對(dui)超聲流量(liàng)計計量的(de)影響本文(wén)🏃🏻首先♊采用(yòng)三維仿真(zhēn)模拟，利用(yong)模拟數據(ju)進行計算(suàn)，計算不同(tóng)整流🔴闆對(duì)同一流量(liang)計的影響(xiǎng)量，然後通(tong)過在檢定(ding)站進行實(shi)流👈測試對(dui)模拟計算(suàn)結果進行(háng)驗證。
1三維(wei)仿真模拟(nǐ)計算
1.1建立(lì)模型
　　利用(yòng)計算流體(ti)力學軟件(jiàn)FLUENT對三維流(liú)場進行仿(páng)真，對流場(chang)的求📞解建(jiàn)立在流體(tǐ)力學的基(ji)本控制方(fāng)程之上，即(ji)連續性方(fāng)程、動💃量方(fang)程和能量(liang)方程，這些(xiē)方程遵守(shou)了質量守(shǒu)恒、牛頓第(dì)二定律和(he)能量守恒(heng)三個物理(lǐ)學基本原(yuán)理。同時由(you)于管👣道内(nei)流體處于(yú)湍流🍓狀态(tai)，還需使用(yòng)湍流方程(chéng)✔️對流場控(kong)制🌂求解四(si)。.
　　FLUENT中有多種(zhong)湍流模型(xing)，其中k-ε模型(xíng)是目前應(ying)用最爲廣(guǎng)泛的模😄型(xing)，該⭕模型又(you)分爲标準(zhun)k-ε模型，重組(zu)化的k-ε模型(xíng)和可實現(xiàn)的h-ε模型。
　　三(sān)種湍流模(mo)型在形式(shi)上類似，主(zhǔ)要差别在(zài)于計算湍(tuān)🧡流粘性的(de)方法、控制(zhì)湍流擴散(sàn)的湍流普(pu)朗特數、體(tǐ)壁面位置(zhì)上如何😘進(jìn)行♉處理等(deng)存在不同(tong)。結合天然(rán)氣流量計(ji)計🥵量的工(gong)況條件和(he)相關文獻(xiàn)資料，采🌍用(yong)重組化☂️的(de)h-ε模型(RNG模型(xing))。
　　計算流體(ti)力學軟件(jian)FLUENT計算管道(dao)内湍流流(liú)場時，正是(shì)基于上述(shu)三個基本(běn)控制方程(chéng)，同時結合(hé)合适的湍(tuān)流模🚩型并(bìng)在給定邊(biān)界條🌈件下(xia)進行求解(jiě)，得到了流(liú)場内部各(gè)變量，模拟(nǐ)結果見圖(tu)2。
1.2計算分析(xī)
　　以Daniel流量計(ji)爲例進行(háng)分析，不同(tóng)整流闆對(duì)流量計量(liàng)結果的影(ying)🤞響。Daniel流量計(ji)爲四聲道(dao)流量計，四(si)個聲道分(fèn)布如圖3所(suo)示。

　　通過模(mo)拟分析可(ke)見，不同整(zhěng)流闆在下(xia)遊10D位置的(de)流體速度(du)❄️分布梯度(du)有較大差(chà)異，通過同(tóng)一流量計(ji)進行計量(liang)後有較大(dà)偏差，Daniel與Elster整(zhěng)流闆差異(yì)較大，計量(liang)偏差也較(jiào)大，可達0.59%，Daniel與(yu)Sick整流闆較(jiào)爲相似，整(zhěng)流闆對流(liu)量計的影(yǐng)響相對偏(piān)小，約0.15%，但不(bú)同📞流速的(de)影響量不(bú)同。
2試驗驗(yàn)證
2.1三維仿(páng)真結果驗(yan)證
　　爲了驗(yàn)證三維仿(pang)真分析的(de)結果，選用(yong)了一台DN200Daniel超(chāo)聲流量計(jì)進行實流(liú)檢定測試(shì)，測量範圍(wei)爲:85.19~3124.64m'/h,測試流(liú)量點分别(bie)爲🔞4000、3000、2000、560m'/h，分别在(zai)流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量計上(shàng)遊10D處安裝(zhuang)Daniel、Elster、Sick整流闆，測(cè)試結果見(jian)表3和圖☔4。

　　通(tong)過實驗測(cè)試分析，實(shí)驗結果與(yu)三維仿真(zhēn)模拟結果(guo)基🚩本🆚一緻(zhì)，三種類型(xing)整流闆對(dui)流量計計(ji)量結果有(you)一定的影(ying)響，Daniel與Elster影響(xiang)的偏差最(zuì)大，Sick處于中(zhong)間位置🐇，計(ji)量結果的(de)最大偏差(chà)可達0.6%，同時(shi)在不同流(liu)速下，整📐流(liú)闆對計量(liang)結果的影(ying)響不同，在(zai)40%Qm.流量點處(chu)影響相✌️對(duì)較小，在往(wang)大流量或(huo)者小流量(liang)偏移🔞時影(ying)響量逐漸(jiàn)變大。
2.2流态(tài)剖面影響(xiang)試驗驗證(zheng)
　　爲了驗證(zheng)流速剖面(mian)對計量的(de)影響，選用(yong)一台DN150Daniel流量(liàng)計進行試(shi)驗網，流量(liàng)範圍爲47~1846m3/h，分(fen)别對不安(ān)裝整流闆(pǎn)、整流闆部(bù)分整流孔(kǒng)堵塞🏃🏻‍♂️及整(zhěng)流闆正常(cháng)安裝條件(jiàn)💃下進行測(cè)試，測試結(jie)果如表4所(suǒ)示。

　　三種安(an)裝條件下(xià)測試結果(guo)偏差較大(dà)，說明流速(su)剖面對♋計(ji)量結果影(yǐng)響較大，在(zai)上遊10D處安(ān)裝整流闆(pǎn)可有效較(jiao)小流态的(de)畸變，測試(shì)結果相對(dui)可靠，其他(tā)安裝條件(jian)與之對比(bǐ)可分析出(chū)安裝對計(ji)量的影響(xiang)。在不安裝(zhuāng)整流闆時(shi)計量結果(guǒ)相對偏大(da)0.3%左右，整流(liú)闆部分堵(dǔ)塞時，計量(liang)結果相對(dui)偏大0.6%左右(you)。對于不同(tóng)類型的流(liu)量計安裝(zhuang)條件對計(jì)量結果的(de)影響不盡(jin)相同，該測(cè)試結果僅(jǐn)對被測流(liu)量計适用(yong)，測試結果(guo)表🐆明安裝(zhuāng)條件的不(bu)同☂️會導緻(zhi)經過流量(liang)計的流體(tǐ)流态不同(tóng)，對計量有(yǒu)較大影響(xiang)，至于影響(xiǎng)趨勢及影(yǐng)響♈量需經(jing)過大量理(li)論及試驗(yàn)數據進行(hang)分析回。
3.案(àn)例分析
　　在(zai)某長輸管(guan)道計量站(zhàn)内計量用(yòng)流量計爲(wei)DN400Elster超聲流量(liàng)計㊙️，在應用(yong)過程中與(yu)下遊計量(liang)監督站出(chū)現較大的(de)計㊙️量交接(jiē)差，通過對(duì)計量系統(tǒng)的排查，發(fā)現檢定時(shi)選用的是(shì)相同口徑(jing)🌈的Daniel整流闆(pan)，未選用Elster配(pei)套整流闆(pǎn)，爲了确♋認(rèn)是否是整(zheng)流闆的影(yǐng)響，利用移(yi)動标準📧裝(zhuāng)置到現場(chǎng)進行了在(zài)線實流測(ce)試，測試結(jie)果與前檢(jian)定結果有(you)較❗大偏差(chà)，最大偏差(chà)爲0.7%，具體結(jie)果見表5。

4結(jie)論及建議(yi)
(1)整流闆對(duì)天然氣流(liu)體具有整(zheng)流效果，可(ke)有效提高(gao)流量計👄計(jì)量的精度(dù)，不同型号(hào)整流闆适(shi)用不同類(lei)型的流量(liang)🥰計，不能混(hun)用，混用後(hòu)會引入較(jiao)大的偏差(cha)，偏差最大(dà)可達0.7%。
(2)通過(guo)三維模拟(ni)仿真及流(liu)量計計量(liàng)的數學模(mo)型可分析(xi)不同整流(liú)闆對流量(liàng)計的影響(xiǎng)量，通過模(mó)拟和大量(liàng)⭐的試驗數(shu)據可建立(li)一套整流(liu)闆對流量(liang)計計💰量的(de)修正模型(xíng)，在檢定與(yǔ)使用♌過程(chéng)中選用整(zhěng)流闆不同(tong)時可通過(guo)模型進行(hang)修正🈲補償(chang)，同時💰可在(zai).計量系統(tǒng)評定時通(tong)過該方法(fǎ)定量分析(xi)計量結果(guǒ)的偏差。
(3)建(jiàn)議流量計(ji)使用及檢(jiǎn)定時采用(yong)相同的整(zheng)流闆，有📞條(tiao)件👌的💰場站(zhan)♈可将在用(yong)整流闆與(yu)流量計整(zhěng)體送檢，避(bi)免🈚因整流(liú)闆選型造(zao)成計量偏(piān)差。

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