氣體渦輪流量計在天然氣交接計量中可靠性的驗證

配氣站的天然氣流量計作為貿(mào)易交接過程中***重要的設備,其計量數(shù)據(jù)將直接影響供需雙方的經(jīng)濟利益。只有在規(guī)定的標準參比條件下的氣體流量才真實地反映用戶的實際用氣量，此時選用的流量計必須具備溫度、壓力、壓縮系數(shù)等參數(shù)的補償能力才能計算出標況下的氣體流量，才可滿足貿(mào)易交接計量的要求，所以，在配氣站應選用溫壓補償型氣體渦輪流量計作為天然氣貿(mào)易交接計量的流量計。

在渦輪流量計送檢定站進行檢定時，檢定站一般只針對磁電轉換器發(fā)出的脈沖數(shù)進行核對，即被檢渦輪流量計的磁電轉換器發(fā)出的脈沖數(shù)與標準表發(fā)出的脈沖數(shù)相比較，如誤差在允許的范圍之內(nèi)，則認為被檢渦輪流量計符合標準要求。根據(jù)該流量計與標準表比對的結果判斷相應的準確度等級出具檢定合格證書，即可用于天然氣貿(mào)易交接。 這種檢定方法現(xiàn)在常被運用在對工作計量器具的檢定中，用于檢測渦輪流量計在流量測量過程中的偏差程度。

但對于分體式溫壓補償型氣體渦輪流量計（雙顯示式）， 檢定時缺少對機械式計數(shù)器與顯示儀表之間傳輸過程可靠性的確認。 壓力傳感器和溫度傳感器采集到的工況壓力、工況溫度，以及機械式計數(shù)器測量到的工況體積流量等數(shù)據(jù)，需要傳輸?shù)斤@示儀表（體積修正儀或流量計算機）， 經(jīng)其按國際標準要求進行計算得到標況下體積流量。

如果此傳輸過程出現(xiàn)偏差，流量計的體積修正儀或流量計算機所計算出的瞬時流量、累積流量等參數(shù)都會出現(xiàn)偏差，無法保證流量計仍能維持原有的準確度等級， 同時也違背了天然氣貿(mào)易交接應確保公平、

公正的原則。 因此，如何驗證流量計的機械式計數(shù)器與顯示儀表之間傳輸過程的可靠性，也應該是流量計用戶考慮的問題。

一、分體式渦輪流量計傳輸過程的驗證探究

由氣體狀態(tài)方程式（1）可知，流量計在標況下瞬時體積流量是由未經(jīng)修正（即工況）的瞬時體積流量、介質(zhì)壓力、介質(zhì)溫度、工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)及標準狀態(tài)下的壓縮系數(shù)等參數(shù)計算而得。

式中：Qn—標準狀況下的體積流量，Nm3/h；

Tg—介質(zhì)的溫度（273.15+t）K；Qg—未經(jīng)修正的

體積流量，m3/h；t—被測介質(zhì)攝氏溫度，℃；Pg—流量計壓力檢測點處的表壓，kPa；Zn—標準狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；Pa—當?shù)卮髿鈮海?/span>kPa；Zg—工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)；Pn—標況大氣壓（101.325kPa）；Tn—標準狀態(tài)下的溫度293.15k（20℃）。

其中工況下的瞬時體積流量由流量計機械式計數(shù)器測量得到， 介質(zhì)壓力和介質(zhì)溫度在一次儀表處進行實際測量得到， 工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)及標準狀態(tài)下的壓縮系數(shù)可以由天然氣壓縮系數(shù)計算公式得到。

由氣體狀態(tài)方程式（1）計算得出的標況下瞬時體積流量即為流量測量的理論值，以此理論值與流量計計量得到的標況下瞬時體積流量相比較，可以驗證流量計在傳輸過程產(chǎn)生的偏差。 驗證過程中兩種體積流量之間的偏差如果在一定范圍內(nèi)可以被接受（一般在0.3%以內(nèi)）， 那么則認為流量計的機械式計數(shù)器與顯示儀表在傳輸過程未失真，此流量計可以用于天然氣貿(mào)易交接計量。

2015年7月，新疆油田公司風城3#配氣站的ITON渦輪流量計在現(xiàn)場驗收時就進行了此項內(nèi)容的驗證，對該站在用的3套ITON公司生產(chǎn)的分體式溫壓補償型氣體渦輪流量計（雙顯示式）分別選取了 3組數(shù)據(jù)（工況壓力、工況溫度、工況壓縮系數(shù)、標況壓縮系數(shù)、工況流量、標況流量），將流量計測量的標況流量與由氣態(tài)方程計算出的理論標況流量進行對比，得出兩者誤差，根據(jù)誤差判斷在傳輸過程的失真程度。

按標準要求對風城3#配氣站取樣得到的天然氣組分報告，詳細數(shù)據(jù)如表1所示。 根據(jù)表1中的天然氣組分，以及介質(zhì)的工作壓力、工作溫度可計算出工況壓縮系數(shù)Zg，根據(jù)標準中天然氣標準參比條件，可計算出標況壓縮系數(shù)Zn。

表2列出了風城3#配氣站在用的2#渦輪流量計和3#渦輪流量計在驗證過程中的詳細數(shù)據(jù)。

由表2可知， 經(jīng)過驗證2#渦輪流量計和3#渦輪流量計的誤差均在0.3%以內(nèi)，因此可認為以上這兩套流量計的機械式計數(shù)器與顯示儀表在傳輸過程中的誤差可被接受， 此兩套渦輪流量計準確度符合標準要求，可用于天然氣貿(mào)易交接過程。

二、小結

1.采用分體式溫壓補償型氣體渦輪流量計的用戶應考慮數(shù)據(jù)在機械式計數(shù)器與顯示儀表傳輸過程中產(chǎn)生的失真問題。

2.此方法雖然僅在渦輪流量計上進行了驗證 ，但根據(jù)驗證理論可知，此方法也可用于其他類型的流量計，如超聲流量計。