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利用移动式天然气流量计量标准装置对超声流量计进行检定

时间:2018/01/21来源:未知

摘 要:从超声流量计检定依据、指标、特性等方面,提出了利用移动式天然气计量标准装置对超声流量计进行检定的方法。

1、移动式天然气计量标准装置概况
  某石油天然气大流量计量站移动式天然气计量标准装置设计压力 10MPa,工况流量范围(20-8000)m3/h,采用标准表法流量测量原理,主要由标准涡轮流量计、温度变送器、压力变送器、在线气相色谱仪和控制与数据采集处理系统等设备组成,可对口径为 DN50-DN300 的天然气流量计开展检定、校准和测试工作。
 
2、检定依据:

 目前国外对于超声流量计一般是进行校准并出具校准证书,其目的是为了是流量计计量得更加准确。根据我国法制计量管理的相关规定,凡列入强检目录的计量器具必须进行检定后使用,即必须具有合格的检定证书才可以在国内贸易计量中使用,其***终目的也是为了使流量计计量得更加准确。

 利用移动式天然气流量计量标准装置对超声流量计进行检定
3、与检定有关的几个问题:
3.1、分界流量 qt:

 由于超声流量计具有较宽的量程比,通常可以达到 1:50~1:100,因此提出了一个分界流量的概念即低于该流量要采用扩展误差限的流量值。分界流量值除生产厂家有特殊规定外通常为超声流量计***大流量的 10%,即 0.10qmax。超声流量计的测量流速范围通常为(0.3~30)m/s,对于气体流量计,分界流量对应的流速应不大于 3m/s。

3.2、测量准确度要求:
  JJG1030-2007《超声流量计》检定规程规定,流量计在 qt ≤ q ≤ qmax 的流量范围内,其***大允许误差应符合下表的规定,在 qmin ≤ q<qt 的流量范围内,***大允许误差不超过下表规定的***大允许误差的 2 倍。
3.3、测量重复性要求:
  流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的***大允许误差值的 1/5。
 
3.4、流量计系数调整:
  如在检定时改变流量计系数,则应在检定证书上标明前一次的流量计系数、本次调整后的流量计系数,以及流量计系数调整量。
 
3.5、双向测量流量计的要求:
 
双向测量的流量计两个测量方向应分别进行检定。
 
3.6流量点的控制
 
按照 JJG1030-2007 规定,检定一般应包含下列流量点 :qmin、qt、0.40qmax 和 qmax ;对于准确度等级不低于 0.5% 且量程比不大于 20:1 的流量计增加 0.25qmax 和 0.70qmax 两个流量点 ;对于准确度等级优于 0.5% 且量程比大于 20:1 的流量计再增加一检定点,其流量为 0.1qmax。
 
3.7、检定周期:
  超声流量计检定周期一般不超过 2 年。
利用移动式天然气流量计量标准装置对超声流量计进行检定
4、检定前准备工作:
  超声流量计配套有压力变送器、温度变送器,在线气相色谱仪等配套设备,这些配套设备是否满足要求,直接影响超声流量计的计量精度。对压力变送器按 JJG882-2004《压力变送器》检定规程的要求,在使用量程范围内进行检定,使各项指标满足准确度等级的要求。对温度变送器按JJF1183-2007《温度变送器校准规范》的要求,在使用量程范围内进行校准,使各项指标满足不确定度的要求。对在线气相色谱仪按照 JJG 1055-2009《在线气相色谱仪》的要求进行检定,使各项性能指标均能符合规程规定的范围。
   将被检流量计根据内径大小安装到检定台位,连接好供电电源和脉冲输出端子,保存流量计原始组态后,将流量计修正系数置零。
 
5、检定数据的处理:
   超声流量计的检定结果,一般是给出流量计的修正系数,即 MF 值。对于可以多点修正的流量计,需将每个流量检定点及对应的 MF 值植入流量计即可 ;对于只能输入一个流量计系数的流量计,采用 GB/T18604-2014《用气体超声流量计测量天然气流量》附录中加权平均的方法,根据每个流量检定点系数,算出流量计的仪表系数,将新的仪表系数植入流量计中。下面以不同生产厂商不同口径的超声流量计为例来说明误差修正系数的影响。
  从检定数据看出(表 1),超声流量计不加修正系数时,流量计的相对示值误差在 -0.046 至 -0.556 之间。流量计检定完成后,将超声流量计的误差修正系数置入处理单元后再进行数据核验(见表 2、表 3)。从表 2 看出,流量计通过误差修正后的相对误差较小,修正效果良好。检定数据满足准确度 1.0 级的要求,检定结果合格。
  SICK 超声流量计,口径为 DN150,工况流量范围(30~3000)m3/h。
  表 1 流量计检定数据表  
   
检定点 标准值 m3/h 测量值 m3/h 相对误差 %  重复性 %
         
qmax 2909.52 2906.85 -0.092 0.044
0.4qmax 1215.27 1212.62 -0.218 0.039
0.1qmax 298.28 296.37 -0.642 0.030
qmin 40.28 39.97 -0.779 0.128
  表 2 流量计核验数据表
   
核验点 标准值 m3/h 测量值 m3/h 相对误差 % 重复性 %
(0.1~1)qmax 367.24 366.79-0.1230.0287
     
 
  从表 1 看出,超声流量计不加修正系数时,流量计的相对示值误差在 -0.092 至 -0.779 之间。流量计检定完成后,将超声流量计的误差修正系数置入处理单元后再进行数据核验。从表 2 看出,流量计通过误差修正后的相对误差较小,修正效果良好。检定数据满足准确度 1.0 级的要求,检定结果合格。
  Daniel 超声流量计,口径为 DN200,工况流量范围(65~2900)m3/h。
  表 3 流量计检定数据表  
检定点 标准值 m3/h 测量值 m3/h 相对误差 %  重复性 %
qmax 2819.52 2812.60 -0.245 0.028
0.4qmax 1310.44 1307.84 -0.198 0.031
0.1qmax 328.79 326.90 -0.575 0.017
qmin 72.90 72.80 -0.137 0.428

   从表 3 看出,超声流量计不加修正系数时,流量计的相对示值误差在 -0.137 至 -0.575 之间。流量计检定完成后,将超声流量计的误差修正系数置入处理单元后再进行数据核验。
   所以通过实流检定,求出超声流量计的误差修正系数,将此系数输入流量计算机中,可以使超声流量计的计量误差缩小至 ±0.2% 左右。

6、结语:
 保证超声流量计流量测量准确度的有效方法之一,就是在接近实际工况的条件下,对流量计进行实流检定,只有在线检定才能模拟各种因素对流量计性能的影响,提高计量精度,更加准确得计量管输天然气的流量。

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