摘要:随着(zhe)國家節能(neng)環保戰略(lue)的實施，天(tian)然氣發展(zhan)迅速，計量(liang)糾紛及輸(shu)差問題也(ye)日益突出(chu)，如何準确(que)計量确保(bao)買賣雙方(fang)的合法利(li)益成爲關(guan)注的重點(dian)，天然氣爲(wei)多組☀️分氣(qi)體，影響計(ji)🔅量結果✍️的(de)因素較多(duo)，文章主要(yao)分析整流(liu)闆對 超聲(sheng)流量計 計(ji)量結果的(de)影響，爲天(tian)然氣流量(liang)計 的安裝(zhuang)、選型、檢定(ding)提供技術(shu)支撐。
　　按照(zhao)GB/T18604《用氣體超(chao)聲流量計(ji)測量天然(ran)氣流量》要(yao)求早，進入(ru)超聲流💁量(liang)計的天然(ran)氣應是對(dui)稱的充分(fen)發展的紊(wen)流速度分(fen)🐆布，但由于(yu)上遊管路(lu)的管道配(pei)件、調壓閥(fa)及直管段(duan)長度等會(hui)影響進入(ru)流量計的(de)氣體🔴速度(du)剖面，從而(er)影響測量(liang)精度。爲了(le)減小流速(su)剖面📱對計(ji)量的影響(xiang)，各流量計(ji)☔廠商均配(pei)備了整流(liu)闆安裝至(zhi)流量計前(qian)10D位置，用于(yu)減少旋渦(wo)和改善天(tian)然氣速度(du)分布。
　　不同(tong)廠家流量(liang)計的聲道(dao)布置及流(liu)量計算數(shu)學模型不(bu)同㊙️，對進入(ru)流量計的(de)流态要求(qiu)不同，配套(tao)的整✂️流闆(pan)也不🥵同，圖(tu)1是三個廠(chang)家配套的(de)整流闆，由(you)圖可以看(kan)出，每款整(zheng)流闆的開(kai)孔布局、分(fen)布方式均(jun)不相同。由(you)于大家對(dui)流量計整(zheng)流闆關注(zhu)的少，錯誤(wu)的認🏃‍♂️爲隻(zhi)要有整🏃🏻流(liu)闆就能保(bao)🐉證流量計(ji)的精度，在(zai)流量計配(pei)整流闆時(shi)未嚴格按(an)照廠家要(yao)求進行配(pei)置，同時送(song)檢流量計(ji)時也未将(jiang)配套整流(liu)闆同時送(song)檢早🈲，導🈚緻(zhi)檢定過程(cheng)用整🌂流闆(pan)與現場應(ying)用🌂過😄程整(zheng)流闆不一(yi)-緻甲。

　　爲了(le)确認整流(liu)闆對超聲(sheng)流量計計(ji)量的影響(xiang)本文首🔞先(xian)采用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼三🈲維(wei)仿真模拟(ni)，利用模拟(ni)數據進行(hang)計算，計算(suan)❓不同整流(liu)闆對同一(yi)🚩流量計的(de)影響量，然(ran)後通過在(zai)檢🌈定站進(jin)行實流測(ce)試對模拟(ni)計算結果(guo)進行驗證(zheng)。
1三維仿真(zhen)模拟計算(suan)
1.1建立模型(xing)
　　利用計算(suan)流體力學(xue)軟件FLUENT對三(san)維流場進(jin)行仿真，對(dui)💯流場的求(qiu)解建立在(zai)流體力學(xue)的基本控(kong)制方程之(zhi)💁上，即連續(xu)性方程、動(dong)量方程和(he)能量方程(cheng)，這些方程(cheng)遵守了質(zhi)量守恒、牛(niu)頓第二定(ding)律和能量(liang)守恒三個(ge)物理學基(ji)👨‍❤️‍👨本原理。同(tong)時由于管(guan)道内流體(ti)處于湍流(liu)😍狀态，還需(xu)使用湍流(liu)方程對流(liu)場控制求(qiu)解四。.
　　FLUENT中有(you)多種湍流(liu)模型，其中(zhong)k-ε模型是目(mu)前應用最(zui)爲廣泛的(de)✉️模🔞型，該模(mo)型又分爲(wei)标準k-ε模型(xing)，重組化的(de)k-ε模型和可(ke)實現的h-ε模(mo)型。
　　三種湍(tuan)流模型在(zai)形式上類(lei)似，主要差(cha)别在于計(ji)算湍流粘(zhan)📐性☂️的方法(fa)、控制湍流(liu)擴散的湍(tuan)流普朗特(te)數、體壁面(mian)位置上如(ru)何進行處(chu)理等存在(zai)不同。結合(he)天然氣流(liu)量計計量(liang)的工況條(tiao)件和相關(guan)文獻資料(liao)，采用重組(zu)化🛀的h-ε模型(xing)(RNG模☂️型)。
　　計算(suan)流體力學(xue)軟件FLUENT計算(suan)管道内湍(tuan)流流場時(shi)，正是基于(yu)上述🌂三個(ge)基本控制(zhi)方程，同時(shi)結合合适(shi)的湍流模(mo)型并在給(gei)定邊界條(tiao)件下進行(hang)求解，得到(dao)了流場内(nei)部各變量(liang)，模拟結果(guo)見圖2。
1.2計算(suan)分析
　　以Daniel流(liu)量計爲例(li)進行分析(xi)，不同整流(liu)闆對流量(liang)計量結果(guo)💃的🙇‍♀️影響。Daniel流(liu)量計爲四(si)聲道流量(liang)計，四個聲(sheng)道分布如(ru)📧圖3所示。

　　通(tong)過模拟分(fen)析可見，不(bu)同整流闆(pan)在下遊10D位(wei)置的流體(ti)速度分布(bu)梯度有較(jiao)大差異，通(tong)過同一流(liu)量計進行(hang)計㊙️量後有(you)較大偏😄差(cha)，Daniel與🆚Elster整流闆(pan)差異較大(da)，計量偏差(cha)也較大，可(ke)達0.59%，Daniel與Sick整流(liu)闆較爲✔️相(xiang)似，整流闆(pan)對流量🌈計(ji)的影響相(xiang)對偏小🔴，約(yue)0.15%，但不同📧流(liu)速的影響(xiang)量不同🛀。
2試(shi)驗驗證
2.1三(san)維仿真結(jie)果驗證
　　爲(wei)了驗證三(san)維仿真分(fen)析的結果(guo)，選用了一(yi)台DN200Daniel超聲流(liu)量計進💰行(hang)實流檢定(ding)測試，測量(liang)範圍爲:85.19~3124.64m'/h,測(ce)試流量點(dian)分别爲4000、3000、2000、560m'/h，分(fen)别在流量(liang)計上遊10D處(chu)安裝Daniel、Elster、Sick整流(liu)闆，測試結(jie)果見表3和(he)圖4。

　　通過實(shi)驗測試分(fen)析，實驗結(jie)果與三維(wei)仿真模拟(ni)結果基💋本(ben)一緻，三種(zhong)類型整流(liu)闆對流量(liang)計計量結(jie)果💔有一定(ding)的影響🧡，Daniel與(yu)Elster影響的☁️偏(pian)差最大，Sick處(chu)于中間位(wei)置，計量結(jie)果的最大(da)偏差可達(da)0.6%，同時在不(bu)同流速下(xia)，整流闆對(dui)計量結果(guo)的影響不(bu)同，在40%Qm.流量(liang)點處影響(xiang)相對較小(xiao)，在往大流(liu)量或者小(xiao)流量偏移(yi)時影響量(liang)逐漸變大(da)。
2.2流态剖面(mian)影響試驗(yan)驗證
　　爲了(le)驗證流速(su)剖面對計(ji)量的影響(xiang)，選用一台(tai)DN150Daniel流量計進(jin)行試驗網(wang)，流量範圍(wei)爲47~1846m3/h，分别對(dui)不安裝整(zheng)流闆、整流(liu)闆部分整(zheng)🤟流孔㊙️堵塞(sai)及整流闆(pan)正常安裝(zhuang)條件下進(jin)行測試，測(ce)試結果如(ru)表4所示。

　　三(san)種安裝條(tiao)件下測試(shi)結果偏差(cha)較大，說明(ming)流速剖面(mian)對🌈計量結(jie)💁果影響較(jiao)大，在上遊(you)10D處安裝整(zheng)流闆可有(you)效較小流(liu)态的畸變(bian)，測試結果(guo)相對可靠(kao)，其他安裝(zhuang)條件與之(zhi)對比可分(fen)析出安裝(zhuang)對計量的(de)影響。在不(bu)安裝整🔅流(liu)闆時計🌏量(liang)結果相對(dui)偏大0.3%左右(you)，整流闆部(bu)分堵塞時(shi)，計量結果(guo)相對偏大(da)0.6%左右。對于(yu)不同類✊型(xing)的流量計(ji)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼安裝條件(jian)對計量🔞結(jie)果的影響(xiang)不盡相同(tong)，該測試結(jie)果僅對被(bei)測流量計(ji)适用，測試(shi)結果表明(ming)安裝條件(jian)的不同會(hui)導緻經過(guo)流量計的(de)流體流态(tai)不同，對計(ji)量有較大(da)影響，至于(yu)影響趨勢(shi)及🏒影響量(liang)需經過大(da)量理🏒論及(ji)試驗數據(ju)進行分析(xi)回。
3.案例分(fen)析
　　在某長(zhang)輸管道計(ji)量站内計(ji)量用流量(liang)計爲DN400Elster超聲(sheng)流量計♉，在(zai)應用過程(cheng)中與下遊(you)計量監督(du)站出現較(jiao)大💚的計量(liang)交接差，通(tong)過對計量(liang)系統的排(pai)查，發現檢(jian)定時選用(yong)的是相同(tong)口徑的Daniel整(zheng)流❗闆，未選(xuan)用Elster配套整(zheng)流⁉️闆，爲了(le)确認是否(fou)是整流闆(pan)的影響，利(li)用🚶‍♀️移動标(biao)準裝置到(dao)現場🍉進行(hang)了在線實(shi)流測試，測(ce)試結果與(yu)前檢定結(jie)果有較大(da)偏差，最大(da)偏差爲0.7%，具(ju)體結果見(jian)表5。

4結論及(ji)建議
(1)整流(liu)闆對天然(ran)氣流體具(ju)有整流效(xiao)果，可有效(xiao)提高流量(liang)💔計計量的(de)精度，不同(tong)型号整流(liu)闆适用不(bu)同類型的(de)流量計，不(bu)能混用，混(hun)用後會引(yin)入較大的(de)偏差，偏差(cha)最大可達(da)0.7%。
(2)通過三維(wei)模拟仿真(zhen)及流量計(ji)計量的數(shu)學模型可(ke)分析不同(tong)整流闆對(dui)流量計的(de)影響量，通(tong)過模拟和(he)㊙️大量✌️的試(shi)驗數據可(ke)建立一套(tao)整流闆對(dui)流量計計(ji)量的修正(zheng)模型，在檢(jian)定與使用(yong)過程中選(xuan)用整流闆(pan)不同時可(ke)通過模型(xing)💋進行修正(zheng)✍️補償，同時(shi)可在.計量(liang)🔞系統評定(ding)時通過該(gai)方法定量(liang)分析計量(liang)結果的偏(pian)差。
(3)建議流(liu)量計使用(yong)及檢定時(shi)采用相同(tong)的整流闆(pan)，有條件的(de)場站🐆可将(jiang)在用整流(liu)闆與流量(liang)計整體送(song)檢，避免🧡因(yin)整💚流闆選(xuan)型造成計(ji)量偏差。

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