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天然氣渦輪流量計標準中關（guān）於分（fèn）界流（liú）量的（de）規定（dìng）與選型應用
點擊次數：3575 發布時間：2021-01-13 17:39:07
摘要：文章根據天然氣渦輪流量計的分界流量與量程比（bǐ）、*大（dà）允許誤差之間（jiān）的緊密關係，成（chéng）功地進行了流量計的選（xuǎn）型，在保證流量計計量精度的前提下降低了分界流量，符合了標準要求。通過案例可以了解到合理地（dì）利用分界流量，不（bú）僅可（kě）以擴大流量計的測量範圍，還（hái）可以降低流量計的起步流量。對涉（shè）及到分界流量的速度式流量計，在流（liú）量計（jì）選（xuǎn）型時應充（chōng）分考慮、利用分界流量，使得流（liú）量計的能（néng）力在現場實踐中得到（dào）充分發揮。
1 概述
自GB/T21391-2008《用天然（rán）氣渦輪流量計測量天然氣流量》開始實施以來，天然氣渦輪流量計（jì）在天然氣工業中的應用越來越廣泛。渦（wō）輪（lún）流量計是一種速度式流量計，具有精度高(現（xiàn）多為0.5級或1.0級)，結構簡單，耐壓高（gāo）,量程比大(一（yī）般量程比Qmin:Qmx=1:10，*大可達Qmn:Qmx=1:50)，重（chóng）複（fù）性好，維修方便等優點。它廣:泛應用於石油、化工（gōng）、工（gōng）業鍋爐、燃氣調壓站、天然氣輸配氣管網、城市燃氣等領域，且被廣泛使用於貿易計量。在歐（ōu）洲和美（měi）國渦輪流量計是繼孔板流量計之後的*二個法定（dìng）天然氣流量計，已經發展為多品種（zhǒng）、多規格、批量生產（chǎn）規模的天然氣流量計，標準規範也十分完備。
在我國現行有（yǒu）效的天然氣渦輪流量計標準中，,對渦輪流量計的計（jì）量性能技術要求是（shì）量程範圍內高（gāo）區和低區的*大允許誤差要（yào）有所區別，因此標準不可避免地都（dōu）涉及（jí）到分界流量。不同的天然氣渦輪（lún）流量計標準對分界流量（liàng）的定義和規定（dìng）有所不同,如何利用分（fèn）界流量選擇合適的流量計是設計者、使用者應該關注的問題。
2 現行天然氣渦輪流量計標準中關於分界流量的規定（dìng）.
我國現行有效的的天（tiān）然氣渦輪流量（liàng）計標準有GB21391-2008《用天（tiān）然氣渦輪流（liú）量（liàng）計測量天然氣流量》、GB/T18940--2003《封閉管道中（zhōng）的氣（qì）體（tǐ）流量的測量渦輪流量計》、JJG1037--2008《渦輪流量計檢定規程》，在以上三個標準中對分界流量的規定分別如下。
2.1 GB21391--2008《用（yòng）天然氣渦輪流量計測量天然氣流量》
在GB21391--2008《用天然（rán）氣渦輪流量計測量（liàng）天然氣流量（liàng）》對分界流量q,有明確的定義（yì），即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（chà）和量（liàng）程比（bǐ）兩方麵對分界流量做（zuò）出了規定，且明確（què）了量程比是在*大允許誤差範圍內流（liú）量（liàng）計的*小流量和*大流量之比。該標準中對渦輪流量計要求的*大允許誤差如表1所示，量程比與分界流量q,的關係如表2所（suǒ）示。
2.2 GB/T18940--2003《封（fēng）閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》
在GB/T18940--2003《封閉（bì）管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》中沒有明確定義分界流（liú）量，僅在標準*8.1條規定（dìng）:所有流量計在其（qí）指定的流量（liàng）範（fàn）圍內，*大允（yǔn）許誤差應為土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（gāi）標準認為0.2qmx是（shì）天然氣渦輪流量計*大允許誤差的分界（jiè）點，即流量（liàng）計的分界流量為0.2qmex。
2.3 JJG1037--2008《渦輪流（liú）量計（jì）檢定規程（chéng）》
JJG1037-2008《渦輪（lún）流量計檢定規程》適用於液體渦輪流量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（de）定義，即在*大流量和*小流量之間的（de）流量值，它將（jiāng）流量範圍分割（gē）成*大允（yǔn）許誤差的不同的兩個區，即“高區”和“低（dī）區”。規程（chéng）*5.1.1條規（guī）定:天然氣渦輪流量計在規定的流（liú）量（liàng）範圍內準確度等級、*大允許誤（wù）差應符合表3的規定，對分（fèn）界流量q,的（de）規定如表4所示。
從表3、表4可知，準確度等（děng）級高於0.5級的渦輪流量計（jì），不設分（fèn）界流量，在天然（rán）氣貿易計量中常用（yòng）的準確度（dù）等級等於或低於0.5級的渦輪流量（liàng）計，均（jun1）采用分界流量分段處理（lǐ），可根據分界流量判斷*大（dà）允許誤差的突變（biàn）點，且（qiě）分界流量和流量計的量程比也（yě）有緊密聯係。
從以上三個渦輪流量計（jì）標準和規程分界（jiè）流量的界定可知，流量（liàng）計的分界流量屬於人為（wéi）的劃（huá）分，其目（mù）的是為（wéi）了（le）擴大渦輪流（liú）量計的量程比，同時又.不讓*小流量偏離線性區太遠，因此流量計的分界（jiè）流（liú）量對渦（wō）輪流量計*大允許（xǔ）誤差的判定有著關鍵性的影響。
3 分（fèn）界流量在流量（liàng）計（jì）選型中的應用
渦輪流量計的（de）分界流量和量程比（bǐ）、*大允許誤差有（yǒu）著緊密的關係，使得在選用渦（wō）輪（lún）流量（liàng）計時分界流量起著至關重（chóng）要（yào）的作用。例如，在選用渦輪流量計時，為（wéi）確保流量計的*大允許誤差滿足GB/T18603--2014《天（tiān）然（rán）氣（qì）計量係統技術要（yào）求（qiú）》表B.1不同等級的計量係統中準確度等級的要求，需要（yào）考慮流量（liàng）計在（zài）分（fèn）界流量以下範圍運行時流量計的允許誤差。通過以下案例，讀者更容易（yì）理解分界流量的重要性。
3.1 配氣站流量計（jì）初次（cì）選型
某配氣站設計（jì）能力(標準參（cān）比條件)達到A級計量（liàng）係統的要求，根據GB/T18603-2014《天然氣計量係統技術要求》附錄B.1,計量係統需要配備準確度等級1.0級的流量計才可滿足標準要求。
該配氣站在標（biāo）準參比條件下的來氣量為450~7.5x10*Nm'/h，流量量程比為1:167，量程比過（guò）大，無法選擇單--流量計（jì）用來計量全量程流量,*終采用計量係統多路（lù）並聯分段計量的方式（shì）。根據來氣壓力、溫度、組分，計算出流量計在工作條（tiáo）件下的計（jì）量範圍為100~3400m'/h。設計者（zhě）考慮在小流量範圍時選擇兩套精度等級（jí）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（yī）套做備用流量計(此處暫不涉及大流（liú）量情況)。
由表1可知，流量計在分界流量至*大流量之間時(q,≤q≤qmx)精度等級可達到1.0級，在*小流量和分界流量之（zhī）間時(qmin≤q
計（jì）算得出該流量計的分界流量值為:
q1=130m3/h
流量計在工作條（tiáo）件下的計量範圍為100~3400m'/h,則流（liú）量計存在著在用氣量*低值和分界流量(100~130m'/h)範圍運行的時間段。流（liú）量（liàng）計在分界流量以下範圍（wéi）運行，精度等級（jí）隻能保證在2.0級，無法達（dá）到精度等級1.0級的（de）要求，不滿足GB/T18603--2014《天然氣（qì）計量係統技術要（yào）求》對A級計量係統的規定。
此時出現分界流量高於用戶用氣量（liàng）*低值而導致流量計選型無法滿足標準要求的問題，設計者需要重新（xīn）考慮流量計的選型。
3.2 流量（liàng）計二（èr）次選（xuǎn）型
查看流量計（jì）的選型數據發現，DN100渦輪流量計有三類G160、G250、G400,其流量範圍分別為:G160(13~250)m3/h、G250(13/20~400)m3/h、G400(20/32~650)m'/h。此三類流量（liàng）計在分界流（liú）量（liàng）至*大流量之間(q,≤q≤qmx)都（dōu）可達到精度等級為1.0級的要求。其中規（guī）格為G250和G400的渦輪流量計除量程比（bǐ）為1:20的常用規格外，還有量程比為1:30的規格（gé）,此時這兩（liǎng）類（lèi）流量計的流量（liàng）範圍分（fèn）別為13~400m'/h、G400(20~650)m3/h。
根據表2、表4可知（zhī），渦輪流（liú）量計在量程比為1:30時，分界（jiè）流量為（wéi）0.15qmx，因（yīn）此從此處著手，可以重新選擇既符合標準要求，又能滿足現場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（zhōng）如果將量程比為1:20的渦輪流量計G400(32~650)m'/h換為（wéi）量程比為1:30的渦輪流量計（jì）G400(20~650)m3/h，其分界流量q,將由（yóu）0.20qmax降低至0.15qmax，可大幅度（dù）地（dì）降低分界（jiè）流量值，使得重新選型後的流量（liàng）計可（kě）滿足標準要求。
根據表2，選用量（liàng）程比（bǐ）為1:30的渦輪流（liú）量計後（hòu）分界流量為:
qt=0.15qmax
計算得出該（gāi）流量計的分界流量值為:
q1=97.5m3/h
流量（liàng）計經過（guò）重新選型後的流量計分界流量值由原來的130m'/h降低至97.5m'/h，此時流（liú）量計計量（liàng）範圍既可以覆蓋用戶小流量用氣，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（liàng）100m3/h以_上時流量計精度等級可達到1.0級。
而且，選擇（zé）量程比為1:30的渦輪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（gèng）低（dī），更有利於流量計在小流量範（fàn）圍的準確計量。
3.3 價格的差別
通過生產（chǎn）廠家了解到，在相同口徑、相同壓力等級的條件下，量程比（bǐ）為1:20的（de）渦輪（lún）流量計.與量程比為1:30的（de）渦（wō）輪（lún）流量計價格相差無幾。從用戶角度而言，選擇（zé）量程比為（wéi）1:30的流量計（jì）遠較選擇量程比為1:20的流（liú）量計更能解決問題，更值得投資。
4 結束語
針對該配氣站流量計初次選型失敗，根據流量計的分界流量與量程比、*大允許（xǔ）誤差之間的緊密關係，將量程（chéng）比1:20流量計換為量程比1:30的流量計，成功地在保證計量精度的前提下降低了流量計的（de）分（fèn）界流量數值，符合（hé）了（le）標準要求。
(1)通過案例，可以了解到合理地利用分界流量，不（bú）僅可以擴大流量計的測量範（fàn）圍（wéi），還可以降（jiàng）低流量（liàng）計的（de）起步流量。
(2)通過案例，可（kě）以充分了解到分界流量的（de）重要（yào）性，分（fèn）界流量和量程比、*大允許誤差之間的緊密關係，使得在選（xuǎn）用渦輪（lún）流（liú）量（liàng）計時分界流量能得到更（gèng）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量計都涉及到分界流量，因此在流量計選型時應充分考慮、利用分界（jiè）流量（liàng），使得流量計的能力在現場實踐中能得（dé）到充分發揮。
1 概述
自GB/T21391-2008《用天然（rán）氣渦輪流量計測量天然氣流量》開始實施以來，天然氣渦輪流量計（jì）在天然氣工業中的應用越來越廣泛。渦（wō）輪（lún）流量計是一種速度式流量計，具有精度高(現（xiàn）多為0.5級或1.0級)，結構簡單，耐壓高（gāo）,量程比大(一（yī）般量程比Qmin:Qmx=1:10，*大可達Qmn:Qmx=1:50)，重（chóng）複（fù）性好，維修方便等優點。它廣:泛應用於石油、化工（gōng）、工（gōng）業鍋爐、燃氣調壓站、天然氣輸配氣管網、城市燃氣等領域，且被廣泛使用於貿易計量。在歐（ōu）洲和美（měi）國渦輪流量計是繼孔板流量計之後的*二個法定（dìng）天然氣流量計，已經發展為多品種（zhǒng）、多規格、批量生產（chǎn）規模的天然氣流量計，標準規範也十分完備。
在我國現行有（yǒu）效的天然氣渦輪流量計標準中，,對渦輪流量計的計（jì）量性能技術要求是（shì）量程範圍內高（gāo）區和低區的*大允許誤差要（yào）有所區別，因此標準不可避免地都（dōu）涉及（jí）到分界流量。不同的天然氣渦輪（lún）流量計標準對分界流量（liàng）的定義和規定（dìng）有所不同,如何利用分（fèn）界流量選擇合適的流量計是設計者、使用者應該關注的問題。
2 現行天然氣渦輪流量計標準中關於分界流量的規定（dìng）.
我國現行有效的的天（tiān）然氣渦輪流量（liàng）計標準有GB21391-2008《用天（tiān）然氣渦輪流（liú）量（liàng）計測量天然氣流量》、GB/T18940--2003《封閉管道中（zhōng）的氣（qì）體（tǐ）流量的測量渦輪流量計》、JJG1037--2008《渦輪流量計檢定規程》，在以上三個標準中對分界流量的規定分別如下。
2.1 GB21391--2008《用（yòng）天然氣渦輪流量計測量天然氣流量》
在GB21391--2008《用天然（rán）氣渦輪流量計測量（liàng）天然氣流量（liàng）》對分界流量q,有明確的定義（yì），即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（chà）和量（liàng）程比（bǐ）兩方麵對分界流量做（zuò）出了規定，且明確（què）了量程比是在*大允許誤差範圍內流（liú）量（liàng）計的*小流量和*大流量之比。該標準中對渦輪流量計要求的*大允許誤差如表1所示，量程比與分界流量q,的關係如表2所（suǒ）示。
2.2 GB/T18940--2003《封（fēng）閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》
在GB/T18940--2003《封閉（bì）管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》中沒有明確定義分界流（liú）量，僅在標準*8.1條規定（dìng）:所有流量計在其（qí）指定的流量（liàng）範（fàn）圍內，*大允（yǔn）許誤差應為土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（gāi）標準認為0.2qmx是（shì）天然氣渦輪流量計*大允許誤差的分界（jiè）點，即流量（liàng）計的分界流量為0.2qmex。
2.3 JJG1037--2008《渦輪流（liú）量計（jì）檢定規程（chéng）》
JJG1037-2008《渦輪（lún）流量計檢定規程》適用於液體渦輪流量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（de）定義，即在*大流量和*小流量之間的（de）流量值，它將（jiāng）流量範圍分割（gē）成*大允（yǔn）許誤差的不同的兩個區，即“高區”和“低（dī）區”。規程（chéng）*5.1.1條規（guī）定:天然氣渦輪流量計在規定的流（liú）量（liàng）範圍內準確度等級、*大允許誤（wù）差應符合表3的規定，對分（fèn）界流量q,的（de）規定如表4所示。
從表3、表4可知，準確度等（děng）級高於0.5級的渦輪流量計（jì），不設分（fèn）界流量，在天然（rán）氣貿易計量中常用（yòng）的準確度（dù）等級等於或低於0.5級的渦輪流量（liàng）計，均（jun1）采用分界流量分段處理（lǐ），可根據分界流量判斷*大（dà）允許誤差的突變（biàn）點，且（qiě）分界流量和流量計的量程比也（yě）有緊密聯係。
從以上三個渦輪流量計（jì）標準和規程分界（jiè）流量的界定可知，流量（liàng）計的分界流量屬於人為（wéi）的劃（huá）分，其目（mù）的是為（wéi）了（le）擴大渦輪流（liú）量計的量程比，同時又.不讓*小流量偏離線性區太遠，因此流量計的分界（jiè）流（liú）量對渦（wō）輪流量計*大允許（xǔ）誤差的判定有著關鍵性的影響。
3 分（fèn）界流量在流量（liàng）計（jì）選型中的應用
渦輪流量計的（de）分界流量和量程比（bǐ）、*大允許誤差有（yǒu）著緊密的關係，使得在選用渦（wō）輪（lún）流量（liàng）計時分界流量起著至關重（chóng）要（yào）的作用。例如，在選用渦輪流量計時，為（wéi）確保流量計的*大允許誤差滿足GB/T18603--2014《天（tiān）然（rán）氣（qì）計量係統技術要（yào）求（qiú）》表B.1不同等級的計量係統中準確度等級的要求，需要（yào）考慮流量（liàng）計在（zài）分（fèn）界流量以下範圍運行時流量計的允許誤差。通過以下案例，讀者更容易（yì）理解分界流量的重要性。
3.1 配氣站流量計（jì）初次（cì）選型
某配氣站設計（jì）能力(標準參（cān）比條件)達到A級計量（liàng）係統的要求，根據GB/T18603-2014《天然氣計量係統技術要求》附錄B.1,計量係統需要配備準確度等級1.0級的流量計才可滿足標準要求。
該配氣站在標（biāo）準參比條件下的來氣量為450~7.5x10*Nm'/h，流量量程比為1:167，量程比過（guò）大，無法選擇單--流量計（jì）用來計量全量程流量,*終采用計量係統多路（lù）並聯分段計量的方式（shì）。根據來氣壓力、溫度、組分，計算出流量計在工作條（tiáo）件下的計（jì）量範圍為100~3400m'/h。設計者（zhě）考慮在小流量範圍時選擇兩套精度等級（jí）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（yī）套做備用流量計(此處暫不涉及大流（liú）量情況)。
由表1可知，流量計在分界流量至*大流量之間時(q,≤q≤qmx)精度等級可達到1.0級，在*小流量和分界流量之（zhī）間時(qmin≤q
計（jì）算得出該流量計的分界流量值為:
q1=130m3/h
流量計在工作條（tiáo）件下的計量範圍為100~3400m'/h,則流（liú）量計存在著在用氣量*低值和分界流量(100~130m'/h)範圍運行的時間段。流（liú）量（liàng）計在分界流量以下範圍（wéi）運行，精度等級（jí）隻能保證在2.0級，無法達（dá）到精度等級1.0級的（de）要求，不滿足GB/T18603--2014《天然氣（qì）計量係統技術要（yào）求》對A級計量係統的規定。
此時出現分界流量高於用戶用氣量（liàng）*低值而導致流量計選型無法滿足標準要求的問題，設計者需要重新（xīn）考慮流量計的選型。
3.2 流量（liàng）計二（èr）次選（xuǎn）型
查看流量計（jì）的選型數據發現，DN100渦輪流量計有三類G160、G250、G400,其流量範圍分別為:G160(13~250)m3/h、G250(13/20~400)m3/h、G400(20/32~650)m'/h。此三類流量（liàng）計在分界流（liú）量（liàng）至*大流量之間(q,≤q≤qmx)都（dōu）可達到精度等級為1.0級的要求。其中規（guī）格為G250和G400的渦輪流量計除量程比（bǐ）為1:20的常用規格外，還有量程比為1:30的規格（gé）,此時這兩（liǎng）類（lèi）流量計的流量（liàng）範圍分（fèn）別為13~400m'/h、G400(20~650)m3/h。
根據表2、表4可知（zhī），渦輪流（liú）量計在量程比為1:30時，分界（jiè）流量為（wéi）0.15qmx，因（yīn）此從此處著手，可以重新選擇既符合標準要求，又能滿足現場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（zhōng）如果將量程比為1:20的渦輪流量計G400(32~650)m'/h換為（wéi）量程比為1:30的渦輪流量計（jì）G400(20~650)m3/h，其分界流量q,將由（yóu）0.20qmax降低至0.15qmax，可大幅度（dù）地（dì）降低分界（jiè）流量值，使得重新選型後的流量（liàng）計可（kě）滿足標準要求。
根據表2，選用量（liàng）程比（bǐ）為1:30的渦輪流（liú）量計後（hòu）分界流量為:
qt=0.15qmax
計算得出該（gāi）流量計的分界流量值為:
q1=97.5m3/h
流量（liàng）計經過（guò）重新選型後的流量計分界流量值由原來的130m'/h降低至97.5m'/h，此時流（liú）量計計量（liàng）範圍既可以覆蓋用戶小流量用氣，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（liàng）100m3/h以_上時流量計精度等級可達到1.0級。
而且，選擇（zé）量程比為1:30的渦輪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（gèng）低（dī），更有利於流量計在小流量範（fàn）圍的準確計量。
3.3 價格的差別
通過生產（chǎn）廠家了解到，在相同口徑、相同壓力等級的條件下，量程比（bǐ）為1:20的（de）渦輪（lún）流量計.與量程比為1:30的（de）渦（wō）輪（lún）流量計價格相差無幾。從用戶角度而言，選擇（zé）量程比為（wéi）1:30的流量計（jì）遠較選擇量程比為1:20的流（liú）量計更能解決問題，更值得投資。
4 結束語
針對該配氣站流量計初次選型失敗，根據流量計的分界流量與量程比、*大允許（xǔ）誤差之間的緊密關係，將量程（chéng）比1:20流量計換為量程比1:30的流量計，成功地在保證計量精度的前提下降低了流量計的（de）分（fèn）界流量數值，符合（hé）了（le）標準要求。
(1)通過案例，可以了解到合理地利用分界流量，不（bú）僅可以擴大流量計的測量範（fàn）圍（wéi），還可以降（jiàng）低流量（liàng）計的（de）起步流量。
(2)通過案例，可（kě）以充分了解到分界流量的（de）重要（yào）性，分（fèn）界流量和量程比、*大允許誤差之間的緊密關係，使得在選（xuǎn）用渦輪（lún）流（liú）量（liàng）計時分界流量能得到更（gèng）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量計都涉及到分界流量，因此在流量計選型時應充分考慮、利用分界（jiè）流量（liàng），使得流量計的能力在現場實踐中能得（dé）到充分發揮。
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