摘要:在(zai)國家天然(ran)氣流量計(ji) 計量站大(da)流量檢定(ding)系統的應(ying)用過程中(zhong)，由于工作(zuo)💯需開啓不(bu)🏃🏻‍♂️同的檢定(ding)管路，所實(shi)施的核查(cha)級标準表(biao)和被檢工(gong)作表具有(you)多樣化的(de)組合方式(shi)，且工作流(liu)量較大🚶，其(qi)檢定結果(guo)精度非常(chang)易受介質(zhi)流場不穩(wen)定性的影(ying)響。爲此，基(ji)于典型大(da)流量檢定(ding)裝置的流(liu)程模型，通(tong)過采用FLUENT模(mo)拟不同檢(jian)定口徑在(zai)不同流量(liang)點下的不(bu)同工作組(zu)合模式，計(ji)算得到不(bu)同管路工(gong)作條件下(xia)的天然氣(qi)體積流量(liang)測定誤差(cha)值。研究分(fen)💔析結果表(biao)明:計量站(zhan)的标準表(biao)不同組合(he)😘方式工作(zuo)🌏條件對檢(jian)定工作質(zhi)量🆚具有不(bu)🔞同的影響(xiang)，工作管路(lu)的口徑越(yue)大而造❤️成(cheng)的介質流(liu)動不穩定(ding)性産生的(de)檢定結果(guo)精度影響(xiang)越明🔱顯，通(tong)過改善檢(jian)定系統中(zhong)💋标準表與(yu)檢測表的(de)管容和增(zeng)💃🏻大進、入口(kou)管路的間(jian)距可降低(di)檢定誤差(cha)，從而一定(ding)程💞度地㊙️消(xiao)除介質流(liu)動狀态帶(dai)給計量檢(jian)定的影響(xiang)，有效提高(gao)天然氣流(liu)量計檢測(ce)的量傳水(shui)平。
0引言
　　爲(wei)保證天然(ran)氣貿易結(jie)算的公平(ping)公正，需對(dui)廣泛應用(yong)于各計量(liang)‼️站的天然(ran)氣流量計(ji)實施強制(zhi)檢定，檢☂️定(ding)系統的精(jing)度和可🌏靠(kao)性是影響(xiang)計量檢定(ding)結果的重(zhong)要影響因(yin)素，也是保(bao)證公平⭐貿(mao)易的重要(yao)保障。一般(ban)而言，在國(guo)家天然氣(qi)流量計量(liang)站的大💞流(liu)量檢定裝(zhuang)置中，由于(yu)檢定管路(lu)的口徑大(da)和工作流(liu)量大，這就(jiu)要求管内(nei)天然氣應(ying)獲得一個(ge)充分發展(zhan)的軸對🆚稱(cheng)的速度分(fen)布，以避免(mian)局部流動(dong)的🐇不穩定(ding)性對檢定(ding)結果造成(cheng)一定的✔️誤(wu)差影響。因(yin)此，探索分(fen)析檢定管(guan)路流場對(dui)檢定結論(lun)精度的影(ying)響，确定标(biao)準😄表與檢(jian)測表間的(de)間距和合(he)适的管容(rong)條件，對提(ti)高計量檢(jian)定工作質(zhi)量有着十(shi)分重要的(de)作用。
1大流(liu)量檢定系(xi)統流程簡(jian)化模型
　　國(guo)家石油天(tian)然氣大流(liu)量計量站(zhan)武漢分站(zhan)是中國石(shi)化依托川(chuan)🌈氣東送管(guan)道建設的(de)國際先進(jin)水平的🌈天(tian)然📞氣流量(liang)計量高壓(ya)實流檢定(ding)站，能夠對(dui)DN500mm及以下的(de)天然氣流(liu)量🏃計實施(shi)校準或檢(jian)定。該站使(shi)用的檢🍓定(ding)系統基于(yu)标準表法(fa)原理，采用(yong)小流量檢(jian)定系統，大(da)流量檢定(ding)系統及檢(jian)定台位分(fen)區域組合(he)成而。如圖(tu)1所示，大流(liu)量檢定系(xi)統設置6組(zu)由1台标準(zhun)渦輪流💃量(liang)計和1台☁️核(he)查超聲流(liu)量計串聯(lian)組配的标(biao)準表管路(lu)(DN200mm)、5組檢定台(tai)位(分别爲(wei)DN150mm、DN200mm、DN250mm、DN300mm和DN400mm)和1組移(yi)動式标準(zhun)裝置檢定(ding)接口(DN300mm)。
　　通常(chang)，大流量檢(jian)定裝置需(xu)根據檢定(ding)要求打開(kai)流量計檢(jian)定管路、核(he)查級标準(zhun)表和工作(zuo)級标準組(zu)合表來開(kai)🔴展檢定工(gong)作，其檢定(ding)流量計管(guan)徑範圍(DN150～DN400)mm，壓(ya)力等級4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa，流(liu)量範圍(25～9600)m2/h。

　　爲(wei)了便于模(mo)拟天然氣(qi)在管道内(nei)的流場狀(zhuang)況，簡化👌大(da)流量檢定(ding)裝置流程(cheng)模型如圖(tu)2所示。模型(xing)左端連接(jie)标🌈準表，是(shi)爲介質入(ru)口側;模型(xing)右端連接(jie)被檢表，是(shi)爲介質出(chu)口側。在實(shi)際的檢♋定(ding)工作♉過程(cheng)中，根據被(bei)檢表各檢(jian)定點的流(liu)量值實施(shi)核查級🧡标(biao)準流量計(ji)的多種組(zu)🌈合使用。［5－8］因(yin)此，以幾種(zhong)較爲典型(xing)的組合開(kai)展分析，總(zong)結标準表(biao)與被檢表(biao)間的距離(li)确🐉定和👅檢(jian)定結果精(jing)度影響規(gui)律。

2模拟單(dan)根管路的(de)檢定結果(guo)精度影響(xiang)
2.1構建網格(ge)模型
　　采用(yong)FLUENT模拟計算(suan)DN400管路在4MPa、20℃、檢(jian)定點流量(liang)1000m3/h時的管内(nei)天然氣💞流(liu)場♻️狀況。如(ru)圖3所示，在(zai)GAMBIT建立三種(zhong)不同管路(lu)條件模型(xing)并劃分網(wang)格，即分别(bie)模拟單根(gen)入口管和(he)出口管距(ju)離很近、較(jiao)近和較遠(yuan)的不同情(qing)況。模型中(zhong)y軸拟合彙(hui)管軸向，D彙(hui)=0.6m、L彙=7m;x－軸拟合(he)入口管軸(zhou)向，D入=0.2m、L入=3m;x+軸(zhou)拟合👨‍❤️‍👨出口(kou)管軸向，D出(chu)=0.4m、L出=10m。

2.2計算結(jie)果分析
　　根(gen)據武漢分(fen)站天然氣(qi)的基礎物(wu)性，在FLUENT中創(chuang)建流體材(cai)料，經計算(suan)🏃得到流動(dong)穩定後的(de)管内天然(ran)氣流速分(fen)布如圖4所(suo)示。

　　通過觀(guan)察出口管(guan)路分别在(zai)2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的截(jie)面流速分(fen)布，并計算(suan)🍉三種組合(he)類型在相(xiang)應截面上(shang)的體積流(liu)量大小，如(ru)圖5所示♊。對(dui)比🛀入口💞流(liu)量，可清楚(chu)的知道各(ge)截面上流(liu)✊量值發生(sheng)了波動，這(zhe)是由于天(tian)然氣在管(guan)道内流場(chang)穩❓定性發(fa)生♊變化而(er)産生的影(ying)響。因此，要(yao)最大程度(du)地消❤️除天(tian)然氣流場(chang)不穩定性(xing)對檢定結(jie)果精度的(de)影響就需(xu)設置合理(li)的标準表(biao)與被檢表(biao)間的距離(li)。根據模拟(ni)結果可知(zhi):對模型1的(de)管路情況(kuang)，将被檢表(biao)設置在4m處(chu)誤‼️差最小(xiao);對模型2的(de)管路情況(kuang)，将🏃‍♀️被檢表(biao)設置在6m處(chu)誤差最小(xiao);對模型3的(de)管路情況(kuang)，将被檢表(biao)設置在2m處(chu)誤差最小(xiao)。

3模拟組合(he)管路的檢(jian)定結果精(jing)度影響
3.1構(gou)建網格模(mo)型
　　采用FLUENT模(mo)拟計算DN250管(guan)路在6MPa、20℃、檢定(ding)點流量2000m3/h時(shi)，三根入口(kou)管組合情(qing)況下的的(de)管内天然(ran)氣流場狀(zhuang)況。同理，在(zai)GAMBIT中建立模(mo)型‼️并劃分(fen)網格，如圖(tu)6所示。

3.2計算(suan)結果分析(xi)
　　同樣根據(ju)武漢分站(zhan)天然氣的(de)基礎物性(xing)，在FLU-ENT中計算(suan)得到流動(dong)穩定後的(de)出口管内(nei)天然氣在(zai)2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m和10m處的流(liu)速分布如(ru)圖7所⁉️示。

　　由(you)圖7可以看(kan)出，出口管(guan)道内天然(ran)氣流動狀(zhuang)況在截面(mian)4m處趨于基(ji)本穩定，5m後(hou)的天然氣(qi)的流動狀(zhuang)态變化已(yi)然非常的(de)微小。如圖(tu)8所示，分别(bie)計算各截(jie)面的體👨‍❤️‍👨積(ji)流量，并與(yu)入口流量(liang)對比發現(xian)被檢表設(she)置2m處誤差(cha)最小。通過(guo)天然氣流(liu)場穩定性(xing)與截面流(liu)量的影響(xiang)關系可知(zhi)，設置合理(li)的檢定設(she)備位☁️置，以(yi)保證介質(zhi)流動穩定(ding)💜性👅可有效(xiao)的提高😄檢(jian)定結果精(jing)度。

4結論
　　在(zai)實際的流(liu)量檢定工(gong)作中，核查(cha)級标準流(liu)量計和被(bei)檢流量計(ji)可有多種(zhong)的組合方(fang)式，要最大(da)程度地⛱️消(xiao)除天然氣(qi)的流動狀(zhuang)态帶給計(ji)量檢定的(de)影響，必須(xu)要确🐉定标(biao)準⛱️表與檢(jian)測表間的(de)合适間距(ju)和管容。通(tong)過對天然(ran)氣流量計(ji)量站的大(da)流量檢定(ding)台上不同(tong)口徑在不(bu)同流量點(dian)下的不同(tong)工作組合(he)模式進📧行(hang)流場模拟(ni)🔴分析，計算(suan)得出不🆚同(tong)管容截面(mian)上的體積(ji)流量和将(jiang)産生的計(ji)量⭐誤差。
(1)對(dui)比模拟被(bei)檢流量計(ji)口徑分别(bie)在DN400mm與DN250mm時的(de)檢定結果(guo)精度，DN400mm時的(de)檢定誤差(cha)最大近乎(hu)3%，可見大口(kou)徑的流量(liang)計檢定工(gong)作質量👅受(shou)介質流場(chang)穩定性的(de)影響更爲(wei)明顯。
(2)對比(bi)模拟單根(gen)入口管和(he)三根入口(kou)管組合情(qing)況下的管(guan)内天然氣(qi)流場變化(hua)對檢定結(jie)果精度的(de)影響🤞，可知(zhi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻标準表的(de)不同組合(he)💋方式造成(cheng)的影響程(cheng)度并不相(xiang)同。
(3)對比模(mo)拟較大被(bei)檢流量計(ji)口徑(DN400mm)條件(jian)，在入口管(guan)分别位于(yu)彙管不同(tong)位置時的(de)最小誤差(cha)截面位置(zhi)在4m、6m和2m處🤩，可(ke)知适當減(jian)小兩表❓管(guan)容，增大入(ru)口管路和(he)出口管路(lu)之間的水(shui)平距離可(ke)有效的降(jiang)低檢定誤(wu)差。

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