浅谈天然气流量实流标定装置

1　引　言

    现阶段对天然气流量计的检定要求大大增加。主要体现在以下两个方面:

    (1)天然气计量所用的气体流量计的不仅包括涡轮、漩涡及超声等速度式流量计,还有孔板、文丘里管及V型内锥等差压式流量计,甚至包括变面积靶式流量计。

    (2)除用低压空气或天然气检定之外,还需要在不同操作条件(不同压力或不同气体组分)下的检定。

    表1给出了荷兰对工业气体流量计进行检定和测试的部分设施。该表提供了这些检测装置的特性,诸如流量、操作压力及检测所使用的气体类型。对于所列的设施,荷兰计量院的合作伙伴将负责进行法律鉴定和颁发检定证书。除了表1中所列设施之外,配气公司和气体流量计制造厂检测装置的数量也有所增加.

2　高压检测装置

    荷兰有几台高压流量检测装置。从检定设施或溯源性方面看,Groningen、Bergum和Westerbork的检测装置很重要。这3台装置在操作条件下的检定可用天然气作为检定介质。

2·1　Groningen的高压检测装置

    Groningen的高压检测装置设计为一台研究装置。该装置的所有者Gasunie公司利用这台装置对气体流量计、装置效应、减压器和其他设备进行研究。被检测装置可安装在检测装置中的几个部位构成最合适的配置。该装置很少用于气体流量计的日常检定。然而,它对荷兰其他高压检测装置的溯源起了非常重要的作用。

    位于Groningen的检测装置,如图1所示,配有2套标准气体流量计。其中一套由10个并联的容积式(CVM)气体流量计组成。在在线条件下,每个流量计的最大流量为400m3/h。这种容积式流量计像Bergum传递标准一样,只用于检定高标准流量计。另一套标准气体流量计是Groningen日常研究使用的检测装置的工作标准。这套流量计是由一个最大能力为400m3/h的容积式气体流量计和4个最大能力分别为650m3/h、1600m3/h和2个4000m3/h的涡轮气体流量计组成。由于该装置结构的原因,可直接采用一套10个容积式流量计标准来检定工作标准。

    在Groningen,这些容积式流量计标准始终运行在6bar的绝压条件下。而被测验的流量计可在9~41bar压力之间运行。当试验压力超过9bar时,应将该压力降至测试流量计和标准之间的范围。由于压力下降,应将该气体加热到实验室温度。鉴于压力下降且气体温度应以手动控制,此时,尤其是在低流量条件下进行检定,很消耗时间,如果该压力降至试验流量计和标准之间范围,则气体的压缩性便起着很关键的作用。计算压缩系数,既可采用AGA NX-19-mod算法,也可采用简化的GERG方程。由于压缩系数取决于气体的组分,因此应利用在线气相色谱仪来确定气体成分的摩尔分数。这些参数可从气体的组分计算出来,它们是压缩系数算法的输入参数。