渦輪流量計精度不確定性的因素

• 發(fā)布時間：2022-07-07

渦輪流量計準(zhǔn)確度的不確定因素

渦輪流量計是目前廣泛使用的一種傳遞式流量計。在中國，只有一些固定的流量點按照檢定規(guī)程進(jìn)行測試。但是在使用渦輪流量計時，使用的流量點和驗證的流量可能不一樣，即存在非定點使用的情況。

在甘肅省瓜州縣腰站子村，西氣東輸三線瓜州站完成最后一個接頭，這標(biāo)志著西氣東輸三線西段全線貫通。西段工程建成投產(chǎn)后，中亞的天然氣和新疆的煤制天然氣將通過中衛(wèi)站輸送到西氣東輸一二線、陜京系統(tǒng)、中貴線，長三角、珠三角、京津冀、川渝地區(qū)的億萬人民將因此受益。

中國西部的塔里木盆地和柴達(dá)木盆地蘊(yùn)藏著8萬億立方米的天然氣資源，約占中國陸地天然氣資源的22%。2000年2月，國務(wù)院批準(zhǔn)啟動“西氣東輸”工程，這是繼三峽工程之后的又一重大投資項目。西氣東輸工程是中國最長最大的天然氣管道。自東向西貫穿新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、上海，全長4200公里。

隨著西氣東輸工程的實施，長三角地區(qū)用氣量激增。為了提高天然氣計量的準(zhǔn)確性，中石油于2000年開始在南京建設(shè)天然氣計量站。該站建成了完整的天然氣量值傳遞系統(tǒng)，包括MT一級標(biāo)準(zhǔn)裝置、音速噴嘴二級標(biāo)準(zhǔn)裝置和渦輪流量計 method工作標(biāo)準(zhǔn)裝置。2012年初，該站完成評標(biāo)，正式開始工作。

天然氣計量站正式投入使用后，天然氣計量暴露出許多問題。與計量站合作多年的中國計量院熱工所流動室副研究員李春輝給出了解釋。首先，國內(nèi)天然氣計量站原有標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度水平與國外先進(jìn)水平存在一定差距?！澳壳埃聡锢砑夹g(shù)研究所天然氣原標(biāo)準(zhǔn)的計量能力處于國際領(lǐng)先水平，其計量不確定度為0.06%；南京天然氣計量站MT法原始標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度為0.10%?！睖y量不確定度水平對天然氣的運(yùn)輸和消費(fèi)有多大影響？李春輝算了一筆賬:“中國每年運(yùn)輸和消耗的天然氣量超過1000億立方米。原裝置的測量不確定度直接影響用于貿(mào)易交接的流量計的準(zhǔn)確度。測量不確定度每降低0.01%，就會對天然氣貿(mào)易產(chǎn)生上億的經(jīng)濟(jì)影響?！币虼耍M(jìn)一步研究MT法原始標(biāo)準(zhǔn)不確定度的影響因素，并在此基礎(chǔ)上提高整個天然氣計量系統(tǒng)的不確定度，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。

其次，隨著天然氣消費(fèi)量的不斷增加，中石油已經(jīng)在成都建立了天然氣計量站，中石化正在武漢建設(shè)天然氣計量站，中海油也準(zhǔn)備建設(shè)自己的天然氣計量站。但由于缺乏對交接流量計的研究，國內(nèi)天然氣計量站之間沒有計量比對，國內(nèi)天然氣計量的量值沒有統(tǒng)一，容易造成天然氣計量的混亂，影響天然氣的交易和消費(fèi)。

中國計量院作為國內(nèi)計量研究的最高機(jī)構(gòu)，從2012年開始與國內(nèi)天然氣計量站合作，主要目的是解決上述兩個問題。

通過分析和實驗，李春輝和他的同事們確定了影響大地電磁法原始標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度的最大分量?！皬默F(xiàn)有的天然氣MT法原標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度分析模型出發(fā)，重點減少占標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度很大一部分的浮力和時間測量不確定度分量。可以通過在稱重容器外部應(yīng)用隔熱材料來減小浮力的影響；旁路管道上裝有高速壓力測量儀和調(diào)壓閥，旁路管道所需的壓力由調(diào)壓閥調(diào)節(jié)。基于高速壓力測量儀在進(jìn)氣門開啟和關(guān)閉過程中采集的壓力數(shù)據(jù)，可以選擇合理的測量時間，使進(jìn)氣門開啟和關(guān)閉時附加體積內(nèi)的質(zhì)量相同。這種方法不僅可以消除附加體積中的測量不確定度，還可以大大降低時間測量不確定度?！蹦壳埃鶕?jù)中國計量院的研究成果，南京天然氣計量站正在進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造。建成后有望提高M(jìn)T法原標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度水平。成都天然氣計量站新建的MT法原標(biāo)準(zhǔn)裝置采用了相應(yīng)的研究成果。

渦輪流量計是目前廣泛使用的一種傳遞式流量計。在中國，只有一些固定的流量點按照檢定規(guī)程進(jìn)行測試。但是在使用渦輪流量計時，使用的流量點和驗證的流量可能不一樣，即存在非定點使用的情況。以往國內(nèi)對渦輪流量計的性能評估多采用線性插值法，但由于該方法引入的不確定性較大，使得渦輪流量計的精度大大降低?！案鶕?jù)渦輪流量計在不同壓力下的測試結(jié)果，并基于國外同行的研究經(jīng)驗，我們在國內(nèi)首次采用曲線擬合的方法對其測量特性進(jìn)行合理評估，提高了其準(zhǔn)確性?！崩畲狠x及其同事的研究成果有效地促進(jìn)了國內(nèi)天然氣價值觀的統(tǒng)一。

中國計量院與相關(guān)天然氣計量站的合作促進(jìn)了我國現(xiàn)有MT天然氣流量一級標(biāo)準(zhǔn)裝置的水平，二級標(biāo)準(zhǔn)和工作標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的合作研究直接促進(jìn)了現(xiàn)場工作流量計測量不確定度的降低，提高了我國天然氣流量量值傳遞水平和測量準(zhǔn)確度。