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          時間:2023-12-25 09:29:37

        影響氣體流量計檢定結果的原因分析

          旋進旋渦流量計、渦輪流量計作為精度高氣體流量計量儀表,被越來越廣泛地應用于油田氣田單井外輸、聯合站外輸等工作中。由于關系到天然氣外輸的工作,如果計量不正確,將直接影響到經濟效益。目前,采用的氣體流量標準裝置是用羅茨流量計作為標準表裝置,檢定原理是將被檢流量計安裝到試驗管路中,以標準流量計為標準器,使流體連續通過標準流量計和被檢流量計,比較兩者的輸出瞬時流量值,或比較一段時間內的累積流量值,從而確定被檢流量計的計量性能。
          現有裝置的檢定精度保證在±1.5%,達到檢定標準。在流量計檢測過程中,實驗室的裝置設備、檢測方法、環境條件等都將對流量計的檢定結果均會產生一定影響,以下分析了影響氣體流量計檢定結果的諸多因素,解決問題的方法,從而提高裝置的檢定準確度,使精度爭取達到±1.0%范圍內。
        一、流量計裝置的影響
          氣體流量計主要的測量系統是由轉換器與傳感器組合而成的,傳感器測量主要分析轉換器根據流量信號自動進行壓縮因子修正計算出的儀表系數,這個是流量計裝置影響檢定結果最主要的因素。
        一、.儀表系數分析:
          當標準表并聯使用時,流過標準表的標準體積(P=101.325kPa, T= 293.15K)可以表示為
         
        式中:
        Vsi----為各標準表的標準體積;
        Vs----為標準表標準體積總計;
        Nsi----為各標準表的脈沖數
        Ksi----為各標準表的儀表系數;
        Psi----為標準表所在管道的絕對壓力;
        Tisi----為各標準表所在管道的溫度。
        被檢表的標準體積可以表示為:
         
        式中:
        Nt----為被檢表的脈沖數;
        K----為被檢表的儀表系數;
        Pt----被檢表所在管道的絕對壓力;
        Tt----為被檢表所在管道的溫度。
          由于標準流量計與被檢流量計串聯在同一管道中,檢測介質為空氣,假定空氣在檢定過程中成分不變,則必有Vs=Vt´所以被檢表的儀表系數為:
         
          由式(3)可以看出,儀表系數是影響檢定結果的最主要因素,流量計出廠時的儀表系數是一個標定好的值,但是在現場使用的過程中,一方面管道的溫度、壓力對儀表系數的影響很大,另一方面,由于表使用的時間加長,流量介質雜質多,對儀表體主體磨損比較嚴重,也會對流量計的系數產生影響,儀表系數不是固定不變的,所以,每次檢定之后,根據儀表的檢定結果,必須對系數進行重新修訂使儀表達到檢定標準,減少實際誤差。
        二、測量方法的影響
          JJG198- -1994 在對檢定條件的要求中提到:每次測量時間應不低于裝置允許的最短測量時間。A類流量計應保證一次檢定中流量計輸出的脈沖數的相對誤差值不大于被檢流量計重復性的1/3。不同的裝置,在說明書中規定的最短測量時間也是不同的。在20℃恒定室溫及恒定大氣壓力進行檢定時間長短對測量結果的影響實驗。從實驗結果可以看出,檢定時間較長的幾組數據較接近;后又延長檢定時間做了幾次實驗,結果就更接近。這是因為溫度、壓力等環境條件對氣體流量計的檢定起著至關重要的影響,在較短的測量過程中,溫度、壓力不均衡引起氣體狀態不穩定,給檢定結果帶來影響,適當延長檢定時間,是為了維持溫度、壓力都相對穩定,從而測得更接近真實值的結果。
        三、實驗室環境條件的影響
          流量計的儀表性能對環境的依賴性很強,特別是溫度的變化將接影響測量結果。JG198-1994 中要求對于精度不低于1.5級的流量計,在每個流量點的每-次檢定過程中,檢定用氣體溫度化應不大于0.5℃?;對精度低于1.5級的流量計,在每個流量點的每一次檢定過程中,檢定用氣體溫度變化應不大于2℃。以1.5級的流量計為例,溫度變化大小對檢定準確度的影響。從結果中可以看出,開始19℃~ 21℃之間,取的溫度變化范圍在小于0.5℃,得到的檢定結果是合格的,但是在21℃?~ 26℃之間,溫度的變化范圍大于0.5℃,得到的檢定結果是不合格的,所以可以得出溫度的變化是能夠影響檢定結果的因素。
          通常在裝置中,有2處的溫度要帶入計算,一處是標準表所在的管道溫度,另一處是被檢表所在的管道溫度。標準表法的裝置在運行中將室內空氣抽入管路,這就使實驗室空氣流動加速,但溫度要保持規定范圍內的變化。因此,這就要求實驗室的空間相對夠大.使新進入的空氣有足夠的時間達到溫度的平衡穩定。
        四、結語
          從上文的分析中可以得到以下結論:①流量計的儀表系數是影響檢定結果的主要原因之一。②流量計的檢定時間直接影響檢定結果,檢定時間越長,檢定結果越穩定。③溫度變化對流量計的檢定準確度也存在影響,必須保證溫度要在規定范圍內變化。此外,在氣表的檢定過程中還有很多會對檢定結果產生影響的因素,尚且需要我們不斷地總結并設法改進

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