氣體渦輪（lún）流量計標準中關於（yú）分界流量的規定與選型應用
點擊次數：4510 發布時間：2021-01-13 17:44:23
1 概述
自（zì）GB/T21391-2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流（liú）量（liàng）》開始實施（shī）以（yǐ）來，氣體渦輪流量計在（zài）天（tiān）然氣工業中的應用越來越廣泛（fàn）。渦輪流量計（jì）是一種（zhǒng）速（sù）度式流量計（jì），具有精度高(現多為0.5級或1.0級（jí）)，結構簡（jiǎn）單，耐壓高,量程（chéng）比大(一般量程比（bǐ）Qmin:Qmx=1:10，*大可達Qmn:Qmx=1:50)，重複性好，維修方（fāng）便等優點。它廣:泛應用於石油、化工、工業鍋爐、燃氣調壓站、天然氣輸（shū）配氣管網、城市燃（rán）氣等領域，且被廣泛使用於貿（mào）易計（jì）量。在（zài）歐洲和美國渦輪流量計（jì）是（shì）繼孔板流量計之後的*二個法定天然氣流量計，已經（jīng）發展為多品種、多規（guī）格、批量生產規模的天然氣流量計，標準規範也十（shí）分完備。
在我國現行有效的氣（qì）體渦輪流量（liàng）計標準中，,對（duì）渦（wō）輪流量計的計量性能技術要求是量（liàng）程範圍內高區和低區的*大允許誤差要有所區別，因此標準（zhǔn）不可避免地（dì）都涉（shè）及到分界流量。不同的氣體渦輪流量計標準對分界流量的定義和規定有所不同（tóng）,如何利用分界流量選擇（zé）合適的流量計（jì）是設計者、使用者應該關注的問（wèn）題。
2 現行氣體渦輪流量（liàng）計標準（zhǔn）中關於分界（jiè）流量的規（guī）定.
我國現行有（yǒu）效的的氣體渦輪流量計標準有GB21391-2008《用氣體（tǐ）渦輪流量（liàng）計測量天然氣流量》、GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流量的（de）測量渦輪流量計》、JJG1037--2008《渦輪流量計檢定規程（chéng）》，在以（yǐ）上三個標準中對分界流量（liàng）的規定分別如下。
2.1 GB21391--2008《用氣體渦輪（lún）流量計測量天然氣流量》
在GB21391--2008《用氣體渦輪流量計（jì）測量天然氣流量》對分界流量q,有明確的（de）定義（yì），即（jí）低於該流量要采用擴展誤差限的流量值。標準*5.2條從*大允許誤差和量程比兩方（fāng）麵對分界流量做出了規定，且明確（què）了量程比是在*大允許（xǔ）誤差範圍內流（liú）量計的*小流量和*大流量之比。該標（biāo）準（zhǔn）中對渦輪（lún）流量計要求的*大允許誤差（chà）如表1所示，量程比與分界流量q,的關係如表（biǎo）2所示。
2.2 GB/T18940--2003《封閉（bì）管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》
在GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流（liú）量的測量渦輪流量計》中沒有明確定義分（fèn）界流量，僅在（zài）標準*8.1條規定:所有流量計（jì）在其指定的流量範圍內，*大允許誤差應為土（tǔ）1%。當*小.流量9min小於0.2qmx時，在9min~0.2qmx範圍內的*大允許誤差為土2%。這表明該標準認為0.2qmx是氣體（tǐ）渦輪流量計*大允許誤差的分界（jiè）點，即流（liú）量計（jì）的分界流量為（wéi）0.2qmex。
2.3 JJG1037--2008《渦輪流量計檢（jiǎn）定規程》
JJG1037-2008《渦輪流量計檢定規程》適用於液體（tǐ）渦輪流量（liàng）計和氣體的渦輪流量計的檢定，該標準對分界流量q.也有明確的定義，即在*大流量和*小流量之間的流量（liàng）值，它將流量範圍分割成*大允許誤差的不同的兩個區，即（jí）“高區”和“低（dī）區”。規程*5.1.1條規（guī）定:氣體渦輪流量計在規定的流（liú）量範（fàn）圍內準確（què）度等級、*大允許誤差應符合表3的規定，對分界流量q,的規定如表4所示。
從表3、表4可（kě）知，準確度等級高於0.5級（jí）的渦輪（lún）流量計，不設（shè）分界流量（liàng），在天然氣貿易計量中常用的準確度等級等於或低於0.5級的渦輪流量計，均采用分界流（liú）量分段處（chù）理，可根（gēn）據分界流量判斷*大允許誤差的突變點，且分（fèn）界流量和流量計的（de）量程比也有（yǒu）緊密聯係。
從以上三個渦輪流量計（jì）標準和（hé）規程分界流（liú）量的界定可知（zhī），流量（liàng）計的分界流量屬於人為的（de）劃分，其目的是為了擴大渦輪流（liú）量計的量程比，同時又.不讓*小流量偏離線（xiàn）性區太遠（yuǎn），因此流量計的分（fèn）界（jiè）流量對渦輪流量計*大允許誤差的判定有著關鍵性的（de）影響。
3 分界（jiè）流量在流量計選型（xíng）中的應用
渦（wō）輪流（liú）量（liàng）計的分界流量（liàng）和量程比、*大允許誤差有（yǒu）著緊密（mì）的關係，使得在選用渦輪流量計時分界流量起著至關重要的作用。例如，在選用渦輪流量計時，為確保流量計（jì）的*大允許誤差滿足GB/T18603--2014《天然氣計量係統技術要求》表B.1不同等級的計量係統中準確度等級的要求，需（xū）要考慮流量計在分界流量（liàng）以下範（fàn）圍運行時流（liú）量計的允許誤差。通過以下案例，讀（dú）者更容易理（lǐ）解分界流量的重要性。
3.1 配氣站流（liú）量（liàng）計初次選型
某配氣站設（shè）計能力(標準參比（bǐ）條件)達到（dào）A級計量係統的要求，根據GB/T18603-2014《天然氣（qì）計量係統技術要求》附錄B.1,計量係（xì）統需要配備準確度等級1.0級的流（liú）量計才可滿足標準要求（qiú）。
該配氣站在標準參比條件下的來氣量為450~7.5x10*Nm'/h，流（liú）量量程比為1:167，量程比過大，無法選擇單--流量（liàng）計用來計量全量程流量（liàng）,*終采用計量係統多路並聯分段計量的方式。根據來氣壓力、溫度、組分，計算出流量計在工作（zuò）條件下的計量範圍為100~3400m'/h。設計者考慮在小流量範圍時選（xuǎn）擇兩套精度等級為1.0級、口徑為DN100、規格為G400的渦輪流量計，其計量範圍是32~650m'/h,其中一套做備用流量計(此處（chù）暫不涉及大流量情況)。
由表1可知，流量計在分界流量至*大流（liú）量之間（jiān）時（shí）(q,≤q≤qmx)精度等級可達到1.0級，在*小流量和分界流量之間時(qmin≤q
計算得出（chū）該流量計的分界流量值為:
q1=130m3/h
流量計在工作條件下的計量範圍為100~3400m'/h,則流（liú）量計存在（zài）著在用氣量*低（dī）值（zhí）和分界流量（liàng）(100~130m'/h)範圍（wéi）運行的時間段。流量計在分界（jiè）流（liú）量以下（xià）範圍（wéi）運行，精度等級隻能保證在2.0級，無法達到精度等級1.0級的要（yào）求，不滿足GB/T18603--2014《天然氣計量係統技術要求》對A級計量係統的規定。
此（cǐ）時出現分（fèn）界流（liú）量（liàng）高（gāo）於用戶用氣量*低值而導致流量計選型無法滿足標準要（yào）求的（de）問題，設計者需要重新考慮流量計的選型。
3.2 流量計二次選型
查看流量計的選型數據發現，DN100渦輪（lún）流量計有三類G160、G250、G400,其流量範（fàn）圍分別為:G160(13~250)m3/h、G250(13/20~400)m3/h、G400(20/32~650)m'/h。此三類流量計在分界流量至*大流量之間（jiān）(q,≤q≤qmx)都可達到（dào）精度等級為1.0級的要求。其中規格為（wéi）G250和G400的渦輪流量計除量程比為1:20的常用規格外，還有量程比為1:30的規格（gé）,此時這（zhè）兩類流量計的流（liú）量範（fàn）圍分別為13~400m'/h、G400(20~650)m3/h。
根據表2、表4可知，渦輪流量計在量程比為1:30時，分界流量為0.15qmx，因此從（cóng）此處（chù）著手，可以重新選擇既符合標準要求，又能滿足（zú）現場（chǎng）生產需求的渦輪流量計。
在此次小流量範圍的流量計選型中如果將量程比為1:20的（de）渦輪流量計G400(32~650)m'/h換為量程比為1:30的渦輪（lún）流量計G400(20~650)m3/h，其分界流（liú）量q,將由0.20qmax降低至0.15qmax，可大幅度地降低分界（jiè）流量值，使得重（chóng）新選型後的流量計可滿足標準要求（qiú）。
根（gēn）據表2，選（xuǎn）用量程比為1:30的渦輪流量計（jì）後分界（jiè）流量（liàng）為:
qt=0.15qmax
計算得出該流量（liàng）計的分界（jiè）流量值為:
q1=97.5m3/h
流量計經過重新選型後的流量計分界（jiè）流量值由原（yuán）來的130m'/h降低至97.5m'/h，此時流量計（jì）計量範圍既可以覆（fù）蓋用戶小流量用氣（qì），也可以滿足標（biāo）準對A級計量係統的規定，在用戶*小用氣量100m3/h以_上（shàng）時流量計精（jīng）度等級可達到1.0級。
而且，選擇量（liàng）程比為1:30的渦輪（lún）流量計後流量計的起步流量由32m3/h降低至20m'/h，起步流量計更低（dī），更有利於流（liú）量計在小流量範圍的準確計量。
3.3 價（jià）格的差別
通過生產廠家了解到，在（zài）相同（tóng）口徑、相同壓力等級的條件下（xià），量程（chéng）比為1:20的渦輪流量計.與量程比為1:30的渦（wō）輪流量計價格相差（chà）無幾。從用戶角度而言（yán），選擇量程比為1:30的流量計遠較選擇量（liàng）程比為1:20的流量計（jì）更能解決問題，更值得投資。
4 結束語（yǔ）
針對該配氣站流量計初次選型失敗，根據流量（liàng）計的分（fèn）界（jiè）流量與量程比、*大允許誤差之（zhī）間的緊密關係，將量程比1:20流量（liàng）計（jì）換為量程比1:30的流（liú）量（liàng）計，成功（gōng）地在保證計（jì）量精度的前提下降低了流量計的（de）分界流量數（shù）值，符（fú）合了標準要求（qiú）。
(1)通過（guò）案例，可以了解到合理地利用分界流量，不僅可以擴大流量計的測量範圍，還可以降低流量（liàng）計的起步流量。
(2)通過案例，可（kě）以充分了解到分（fèn）界流量（liàng）的重要性，分（fèn）界流量和量程比、*大允許誤差之間（jiān）的緊密關係，使得在選用（yòng）渦輪（lún）流量（liàng）計時分界流量能得到更多關注。
(3)對速度式流量計而言，不論是渦輪流量計還是超聲流（liú）量計都（dōu）涉及到分界流量，因此在流量計選型時應充分考慮（lǜ）、利用分界流量，使得流（liú）量計（jì）的能力在現場實踐中能得到充（chōng）分（fèn）發揮（huī）。
氣體渦輪流量計使用（yòng）環（huán）境注意事項 氣體（tǐ）渦輪流（liú）量（liàng）計（jì）的精度是多少 氣體渦輪流量計的型號規格 氣體渦（wō）輪流量計（jì）怎樣提高測量精度 影響氣體渦輪流量計不準原因與（yǔ）處理 氣體渦輪流量計（jì）性能特（tè）點（diǎn） 氣體渦輪流量計的用（yòng）途 氣體渦輪流量計（jì）在天然氣計量中的應用 壓力對氣體渦（wō）輪流量計的影響 氣體渦（wō）輪流量計（jì）的結構組成 液體渦輪和氣體渦輪流（liú）量計有什麽區別 氣（qì）體渦輪流（liú）量計常見故（gù）障處理 氣體渦輪流量（liàng）計的工作原理 氣（qì）體渦輪流量計的優缺點有哪些 氣（qì）體渦輪流量計使用注意事項 氣體渦輪（lún）流量計的安裝（zhuāng）規範（fàn） 氣體渦輪流量（liàng）計（jì）怎麽（me）維護保養 氣體渦輪流量計（jì）如（rú）何正確的選型 氣（qì）體渦輪流量計產品結構與（yǔ）工作原理 氣體渦輪流量計產品特點及用途 氣體渦輪流量計的工作原理及優化設計 氣體渦輪流量計標準中關於分界流量的規定與選型應用 氣渦輪流量計的（de）氣體流量標準裝（zhuāng）置的比對試（shì）驗數據分析 高溫高產氣井（jǐng）測井氣體渦輪流量計轉子應用分析
自（zì）GB/T21391-2008《用氣體渦輪流量計測量天然氣流（liú）量（liàng）》開始實施（shī）以（yǐ）來，氣體渦輪流量計在（zài）天（tiān）然氣工業中的應用越來越廣泛（fàn）。渦輪流量計（jì）是一種（zhǒng）速（sù）度式流量計（jì），具有精度高(現多為0.5級或1.0級（jí）)，結構簡（jiǎn）單，耐壓高,量程（chéng）比大(一般量程比（bǐ）Qmin:Qmx=1:10，*大可達Qmn:Qmx=1:50)，重複性好，維修方（fāng）便等優點。它廣:泛應用於石油、化工、工業鍋爐、燃氣調壓站、天然氣輸（shū）配氣管網、城市燃（rán）氣等領域，且被廣泛使用於貿（mào）易計（jì）量。在（zài）歐洲和美國渦輪流量計（jì）是（shì）繼孔板流量計之後的*二個法定天然氣流量計，已經（jīng）發展為多品種、多規（guī）格、批量生產規模的天然氣流量計，標準規範也十（shí）分完備。
在我國現行有效的氣（qì）體渦輪流量（liàng）計標準中，,對（duì）渦（wō）輪流量計的計量性能技術要求是量（liàng）程範圍內高區和低區的*大允許誤差要有所區別，因此標準（zhǔn）不可避免地（dì）都涉（shè）及到分界流量。不同的氣體渦輪流量計標準對分界流量的定義和規定有所不同（tóng）,如何利用分界流量選擇（zé）合適的流量計（jì）是設計者、使用者應該關注的問（wèn）題。
2 現行氣體渦輪流量（liàng）計標準（zhǔn）中關於分界（jiè）流量的規（guī）定.
我國現行有（yǒu）效的的氣體渦輪流量計標準有GB21391-2008《用氣體（tǐ）渦輪流量（liàng）計測量天然氣流量》、GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流量的（de）測量渦輪流量計》、JJG1037--2008《渦輪流量計檢定規程（chéng）》，在以（yǐ）上三個標準中對分界流量（liàng）的規定分別如下。
2.1 GB21391--2008《用氣體渦輪（lún）流量計測量天然氣流量》
在GB21391--2008《用氣體渦輪流量計（jì）測量天然氣流量》對分界流量q,有明確的（de）定義（yì），即（jí）低於該流量要采用擴展誤差限的流量值。標準*5.2條從*大允許誤差和量程比兩方（fāng）麵對分界流量做出了規定，且明確（què）了量程比是在*大允許（xǔ）誤差範圍內流（liú）量計的*小流量和*大流量之比。該標（biāo）準（zhǔn）中對渦輪（lún）流量計要求的*大允許誤差（chà）如表1所示，量程比與分界流量q,的關係如表（biǎo）2所示。
2.2 GB/T18940--2003《封閉（bì）管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》
在GB/T18940--2003《封閉管道中的氣體流（liú）量的測量渦輪流量計》中沒有明確定義分（fèn）界流量，僅在（zài）標準*8.1條規定:所有流量計（jì）在其指定的流量範圍內，*大允許誤差應為土（tǔ）1%。當*小.流量9min小於0.2qmx時，在9min~0.2qmx範圍內的*大允許誤差為土2%。這表明該標準認為0.2qmx是氣體（tǐ）渦輪流量計*大允許誤差的分界（jiè）點，即流（liú）量計（jì）的分界流量為（wéi）0.2qmex。
2.3 JJG1037--2008《渦輪流量計檢（jiǎn）定規程》
JJG1037-2008《渦輪流量計檢定規程》適用於液體（tǐ）渦輪流量（liàng）計和氣體的渦輪流量計的檢定，該標準對分界流量q.也有明確的定義，即在*大流量和*小流量之間的流量（liàng）值，它將流量範圍分割成*大允許誤差的不同的兩個區，即（jí）“高區”和“低（dī）區”。規程*5.1.1條規（guī）定:氣體渦輪流量計在規定的流（liú）量範（fàn）圍內準確（què）度等級、*大允許誤差應符合表3的規定，對分界流量q,的規定如表4所示。
從表3、表4可（kě）知，準確度等級高於0.5級（jí）的渦輪（lún）流量計，不設（shè）分界流量（liàng），在天然氣貿易計量中常用的準確度等級等於或低於0.5級的渦輪流量計，均采用分界流（liú）量分段處（chù）理，可根（gēn）據分界流量判斷*大允許誤差的突變點，且分（fèn）界流量和流量計的（de）量程比也有（yǒu）緊密聯係。
從以上三個渦輪流量計（jì）標準和（hé）規程分界流（liú）量的界定可知（zhī），流量（liàng）計的分界流量屬於人為的（de）劃分，其目的是為了擴大渦輪流（liú）量計的量程比，同時又.不讓*小流量偏離線（xiàn）性區太遠（yuǎn），因此流量計的分（fèn）界（jiè）流量對渦輪流量計*大允許誤差的判定有著關鍵性的（de）影響。
3 分界（jiè）流量在流量計選型（xíng）中的應用
渦（wō）輪流（liú）量（liàng）計的分界流量（liàng）和量程比、*大允許誤差有（yǒu）著緊密（mì）的關係，使得在選用渦輪流量計時分界流量起著至關重要的作用。例如，在選用渦輪流量計時，為確保流量計（jì）的*大允許誤差滿足GB/T18603--2014《天然氣計量係統技術要求》表B.1不同等級的計量係統中準確度等級的要求，需（xū）要考慮流量計在分界流量（liàng）以下範（fàn）圍運行時流（liú）量計的允許誤差。通過以下案例，讀（dú）者更容易理（lǐ）解分界流量的重要性。
3.1 配氣站流（liú）量（liàng）計初次選型
某配氣站設（shè）計能力(標準參比（bǐ）條件)達到（dào）A級計量係統的要求，根據GB/T18603-2014《天然氣（qì）計量係統技術要求》附錄B.1,計量係（xì）統需要配備準確度等級1.0級的流（liú）量計才可滿足標準要求（qiú）。
該配氣站在標準參比條件下的來氣量為450~7.5x10*Nm'/h，流（liú）量量程比為1:167，量程比過大，無法選擇單--流量（liàng）計用來計量全量程流量（liàng）,*終采用計量係統多路並聯分段計量的方式。根據來氣壓力、溫度、組分，計算出流量計在工作（zuò）條件下的計量範圍為100~3400m'/h。設計者考慮在小流量範圍時選（xuǎn）擇兩套精度等級為1.0級、口徑為DN100、規格為G400的渦輪流量計，其計量範圍是32~650m'/h,其中一套做備用流量計(此處（chù）暫不涉及大流量情況)。
由表1可知，流量計在分界流量至*大流（liú）量之間（jiān）時（shí）(q,≤q≤qmx)精度等級可達到1.0級，在*小流量和分界流量之間時(qmin≤q
計算得出（chū）該流量計的分界流量值為:
q1=130m3/h
流量計在工作條件下的計量範圍為100~3400m'/h,則流（liú）量計存在（zài）著在用氣量*低（dī）值（zhí）和分界流量（liàng）(100~130m'/h)範圍（wéi）運行的時間段。流量計在分界（jiè）流（liú）量以下（xià）範圍（wéi）運行，精度等級隻能保證在2.0級，無法達到精度等級1.0級的要（yào）求，不滿足GB/T18603--2014《天然氣計量係統技術要求》對A級計量係統的規定。
此（cǐ）時出現分（fèn）界流（liú）量（liàng）高（gāo）於用戶用氣量*低值而導致流量計選型無法滿足標準要（yào）求的（de）問題，設計者需要重新考慮流量計的選型。
3.2 流量計二次選型
查看流量計的選型數據發現，DN100渦輪（lún）流量計有三類G160、G250、G400,其流量範（fàn）圍分別為:G160(13~250)m3/h、G250(13/20~400)m3/h、G400(20/32~650)m'/h。此三類流量計在分界流量至*大流量之間（jiān）(q,≤q≤qmx)都可達到（dào）精度等級為1.0級的要求。其中規格為（wéi）G250和G400的渦輪流量計除量程比為1:20的常用規格外，還有量程比為1:30的規格（gé）,此時這（zhè）兩類流量計的流（liú）量範（fàn）圍分別為13~400m'/h、G400(20~650)m3/h。
根據表2、表4可知，渦輪流量計在量程比為1:30時，分界流量為0.15qmx，因此從（cóng）此處（chù）著手，可以重新選擇既符合標準要求，又能滿足（zú）現場（chǎng）生產需求的渦輪流量計。
在此次小流量範圍的流量計選型中如果將量程比為1:20的（de）渦輪流量計G400(32~650)m'/h換為量程比為1:30的渦輪（lún）流量計G400(20~650)m3/h，其分界流（liú）量q,將由0.20qmax降低至0.15qmax，可大幅度地降低分界（jiè）流量值，使得重（chóng）新選型後的流量計可滿足標準要求（qiú）。
根（gēn）據表2，選（xuǎn）用量程比為1:30的渦輪流量計（jì）後分界（jiè）流量（liàng）為:
qt=0.15qmax
計算得出該流量（liàng）計的分界（jiè）流量值為:
q1=97.5m3/h
流量計經過重新選型後的流量計分界（jiè）流量值由原（yuán）來的130m'/h降低至97.5m'/h，此時流量計（jì）計量範圍既可以覆（fù）蓋用戶小流量用氣（qì），也可以滿足標（biāo）準對A級計量係統的規定，在用戶*小用氣量100m3/h以_上（shàng）時流量計精（jīng）度等級可達到1.0級。
而且，選擇量（liàng）程比為1:30的渦輪（lún）流量計後流量計的起步流量由32m3/h降低至20m'/h，起步流量計更低（dī），更有利於流（liú）量計在小流量範圍的準確計量。
3.3 價（jià）格的差別
通過生產廠家了解到，在（zài）相同（tóng）口徑、相同壓力等級的條件下（xià），量程（chéng）比為1:20的渦輪流量計.與量程比為1:30的渦（wō）輪流量計價格相差（chà）無幾。從用戶角度而言（yán），選擇量程比為1:30的流量計遠較選擇量（liàng）程比為1:20的流量計（jì）更能解決問題，更值得投資。
4 結束語（yǔ）
針對該配氣站流量計初次選型失敗，根據流量（liàng）計的分（fèn）界（jiè）流量與量程比、*大允許誤差之（zhī）間的緊密關係，將量程比1:20流量（liàng）計（jì）換為量程比1:30的流（liú）量（liàng）計，成功（gōng）地在保證計（jì）量精度的前提下降低了流量計的（de）分界流量數（shù）值，符（fú）合了標準要求（qiú）。
(1)通過（guò）案例，可以了解到合理地利用分界流量，不僅可以擴大流量計的測量範圍，還可以降低流量（liàng）計的起步流量。
(2)通過案例，可（kě）以充分了解到分（fèn）界流量（liàng）的重要性，分（fèn）界流量和量程比、*大允許誤差之間（jiān）的緊密關係，使得在選用（yòng）渦輪（lún）流量（liàng）計時分界流量能得到更多關注。
(3)對速度式流量計而言，不論是渦輪流量計還是超聲流（liú）量計都（dōu）涉及到分界流量，因此在流量計選型時應充分考慮（lǜ）、利用分界流量，使得流（liú）量計（jì）的能力在現場實踐中能得到充（chōng）分（fèn）發揮（huī）。
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