摘 要：研究不同的典型阻流件條件下，不同流態(tài)對科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響，考察流量計(jì)的性能是否能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6659-2006《用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測量天然氣流量》及JJG897-1995《質(zhì)量式流量計(jì)》檢定規(guī)程的相關(guān)要求；了解科氏流量計(jì)計(jì)量性能影響因素，為科氏流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的使用提供建議。

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    一、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的應(yīng)用情況

    像幾年前的多聲道超聲技術(shù)一樣，科里奧利技術(shù)已開始應(yīng)用于天然氣工業(yè)。目前，在范圍內(nèi)約有上萬臺用于車用壓縮天然氣（CNG）的計(jì)量。科氏流量計(jì)在天然氣管道工業(yè)計(jì)量中的應(yīng)用主要集中在澳大利亞和印度這兩個國家。在我國，科氏流量計(jì)也大多用于CNG計(jì)量，全國總使用量已有上千臺。

    一般來說，科氏流量計(jì)有著廣泛的應(yīng)用范圍，作為工作計(jì)量器具使用，其應(yīng)用范圍可以包括井口計(jì)量和氣體分離器計(jì)量、渦輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)庥?jì)量，以及中、高壓分輸計(jì)量。

    二、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量性能影響因素及分析

    1. 實(shí)驗(yàn)研究目的

    研究不同的典型阻流件條件下，不同流態(tài)對科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響，考察流量計(jì)的性能是否能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6659-2006《用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測量天然氣流量》及JJG897-1995《質(zhì)量式流量計(jì)》檢定規(guī)程的相關(guān)要求；了解科氏流量計(jì)計(jì)量性能影響因素，為科氏流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的使用提供建議。

    2. 實(shí)驗(yàn)條件簡介

    2007年12月，國家原油大流量計(jì)量站成都天然氣流量分站用不確定度為0.25%的組合臨界流文丘里噴嘴作為參考標(biāo)準(zhǔn)，對1臺DN50的彎管型科氏流量計(jì)進(jìn)行了5種不同安裝條件下（如表1所示）的天然氣實(shí)流實(shí)驗(yàn)研究。測試參照J(rèn)JG897-1995進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)壓力、流量點(diǎn)分布等如表2所示。由于目前我國天然氣流量計(jì)量交接多采用體積量交接，因此，將流量計(jì)輸出設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下（以下簡稱“標(biāo)況”）的體積流量。實(shí)驗(yàn)時，人工將標(biāo)況密度輸入科氏流量計(jì)的變送單元中，流量計(jì)就可輸出標(biāo)況體積流量。

    3. 標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積流量計(jì)量影響因素分析和結(jié)論

    根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的目的，本次主要針對天然氣組分的變化和不同安裝條件對科氏流量計(jì)的計(jì)量性能影響因素進(jìn)行了分析。

    （1）天然氣組分變化對科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響根據(jù)GB/T18603-2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》的要求，對于輸氣量小于5×10⁴m³/h的天然氣流量計(jì)量站未推薦采用在線組分分析儀，而對于用作標(biāo)況體積流量交接的科氏流量計(jì)，其輸出直接與天然氣的組分相關(guān)，因此，我們對實(shí)驗(yàn)期間的天然氣組分變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。由于實(shí)驗(yàn)中使用的色譜儀的不確定度為0.1%，因此，僅對天然氣標(biāo)況密度變化大于0.5%的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正，并對采用固定組分和組分修正后的流量計(jì)的相對示值誤差進(jìn)行了比較分析，得到的相對示值誤差曲線對比如圖1￣圖3所示。

    組分影響的實(shí)驗(yàn)研究說明，用科氏流量計(jì)測量標(biāo)況體積流量時，當(dāng)不使用天然氣組分在線分析時，天然氣標(biāo)況密度變化達(dá)到0.23%時，流量計(jì)相對示值誤差的變化為0.1%，這是由于參比質(zhì)量流量也在同時發(fā)生變化的原因。

    天然氣組分的變化同時也會引起質(zhì)量流量的變化，因此，科氏流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的變化并不一定與天然氣標(biāo)況密度的變化成正比。

    根據(jù)本實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，天然氣組分變化對科氏流量計(jì)的重復(fù)性可以忽略，對峰間誤差的影響為0.1%。

    雖然在本實(shí)驗(yàn)研究中，天然氣組分的變化沒有造成科氏流量計(jì)標(biāo)況體積流量計(jì)量相對示值誤差超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍（如表3所示），但是，為進(jìn)一步確?？剖狭髁坑?jì)測量標(biāo)況體積流量的準(zhǔn)確度，對于用于天然氣體積量貿(mào)易交接的科氏流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)，宜設(shè)置天然氣組分在線分析儀。

    （2）安裝條件對科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響

    在表1所列的5種不同安裝條件下，我們對科氏流量計(jì)進(jìn)行了測試，其相對示值誤差對比曲線如圖4所示。

    安裝條件影響實(shí)驗(yàn)研究說明，在大小頭加10D直管段的安裝條件下，科氏流量計(jì)正反向安裝的相對示值誤差曲線的趨勢基本一致，且差異在0.1%范圍內(nèi)。

    在沒有震動和脈動流存在的情況下，5種安裝條件中，科氏流量計(jì)相對示值誤差均符合表3中的計(jì)量性能要求，其差異為0.5%～0.65%。

    三、結(jié)論及建議

    1. 在氣體流量測量中，科氏流量計(jì)直接測量質(zhì)量流量有著明顯的優(yōu)勢，雖然通過標(biāo)況密度就可以很容易地將質(zhì)量轉(zhuǎn)換成標(biāo)況體積流量，不需要壓力或溫度補(bǔ)償，但是使用時，仍應(yīng)關(guān)注天然氣組分變化對科氏流量計(jì)標(biāo)況體積流量測量的影響。在重要的計(jì)量場所，建議增加天然氣組分在線分析儀，以降低計(jì)量系統(tǒng)的整體測量不確定度。

    2. 一般認(rèn)為科氏流量計(jì)對流態(tài)的影響不敏感，本次實(shí)驗(yàn)也說明該科氏流量計(jì)能夠適應(yīng)的安裝條件較為廣泛，但是這一點(diǎn)的廣泛適應(yīng)性還有待進(jìn)一步研究。

    3. 本次實(shí)驗(yàn)說明該科氏流量計(jì)能夠進(jìn)行兩個流動方向的測量，測量準(zhǔn)確度均在可以接受的范圍內(nèi)。