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一种天然气能量计量超声气体流量计

作者: 时间:2013-08-02 来源:网络 收藏


在SanAntonioGRI测试设备的低压回路中分别用口径分别为4″、6″、8″的进行测试。低压回路可以提供长的,不受扰动的入口管线(大到100D),也可以提供典型的紊流状态(见图8)。每种口径中抽出一台又一次地在Groningen“GasUnitResearch”测试设备上进行了测试。


图8-西南研究院的测试装置图9-被测试(3台4″,3台6″)

这些测试的重点是:

• 测量准确度的确定;
• 检查逆流性能;
• 流量计对操作条件的反应;
• 流量计对扰动流的反应。
• “干校”不确定度的研究。

为了检查有关压力、温度和气体组成的流量计稳定性,进行了进一步的研究。

4.1 “干校”结果

为了检查“干校”的准确度,每一台流量计都安装在一个接近“理想”的流动状态。这意味着在测试装置上流量计上游安装尽可能长的直管段。流体可以被理解成几乎完全发展的速度剖面。9台被测试的流量计性能都非常好(图10)。每一个提出的数据点是6次重复的平均值,每次测试的时间均在100s以上。回路用测试,压力稳定在13bar,温度稳定在20℃。对小口径流量计,流量计误差常常落在AGANO9[6]号报告中提出的误差极限±1%以内。在测试流量范围内的流量加权平均误差(FWME)计算出来,并给出每台流量计的校正因子。因此,下一部分的测试结果常常显示流量计对理想基线校准的偏差。

表1.使用的校正因子一览表

表1显示出计算的校正因子。在95%置信水平下它们的平均值和计算的标准偏差。


图10-所有流量计校正过的性能

由于时间和费用的限制,每种口径选用一台流量计进行了其它测试。

4.2逆流

尽管流量计设计具有对称性,测试显示出顺流和逆流的不同的校正因子。随着流量计口径的变大,这种影响会变小。

表2.测试流量计逆流校正因子

这些测试结果也落在AGANO9[6]号报告中提出的误差限内。顺流和逆流时的校正因子按同一顺序表示出来(见图11)。


图11-4″流量计顺流和逆流时经调整的性能

4.3流量条件的影响

受已发表的关于其它超声流量计声道布置下测试结果的影响,分析了流量计对流量条件的反应。测试采用19管束设计的流量调整器(图12)和CPA盘(图13)。CPA盘作为凿孔盘设计的例子。


图12-4″管径19管束整流器 图13-4″管径ANSICL150CPA50E盘

再一次地使用“理想”流量管径分布:在上游5D处安装了19管束整流器,8D处安装了CPA50E盘(厂家推荐)。

对流量计性能的影响小于±0.2%,因而可以忽略(图14)。


图14-4″管径上流量计对整流器的反应

4.4扰动流的情况

通常在实际安装中“理想”流动情况是不可能的。流量计常常在限定的空间内操作,包括限制的上游直管段长度、阀门和弯头。选择用于试验的扰动流布置包括不在一个平面上的两个弯头,并距流量计有13D长度的距离(图15),13D被两个弯头分为8D和5D两段。因此,有可能在扰动部件和流量计之间安装整流器。


图15-测试用6″流量计,安装在非同一平面的两个弯头后13D处

结果表明,4声道断面布置对这些典型的实际流量扰动不敏感,不需要安装整流器。


图16-6″管径流量计,扰动流情况

4.5低流量测试

正如在前面提到的,需要在低流量提高系统误差曲线,就要把雷诺数考虑进去(见图17)。因此又进行了试验证明校正的必要性。图18显示了流量计流速低到0.3m/s时的良好性能。应该指出的是,在测试过程中,由于环境温度在(30-40)℃范围内变化,要稳定测试气体温度就很困难。在非常小的流速时,结果有百分之几的离散,更长的平均时间和双倍数据点,被用来计算平均值。
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