由于生產的發展,煤碳、燃油的使用增加過快,造成環境污染越來越嚴重,為此大力發展天然氣、煤氣、沼氣等清潔燃料的使用成為解決環境問題的一個重要手段,并且已取得了很大成效。燃氣事業的發展使燃氣貿易計量的準確性更加重要。因此,尋求高精度的計量儀表已成為燃氣貿易中的一個不可忽視的重要問題,而標定方法和標定系統的選擇是直接關系到流量計實際計量精度的關鍵。氣體渦輪流量計(以下簡稱“渦輪表”)是速度式的流量測量儀表,具有量程寬(量程比Qmax:Qmin可達10:1至20:1)、重復性好等優點。在國內外燃氣、石油化工等行業得到了廣泛的使用。盡管渦輪表本身計量準確、精度高,但若出廠時對其標定不夠準確,則直接影響其計量精度。在國外每臺渦輪表投入使用前都必須進行嚴格的標定,所用的標準裝置主要為“標準氣體渦輪流量計”、“音速噴嘴”、“鐘罩式標準計量器”、“標準滾筒氣體流量計”、“標準旋轉葉片氣體流量計”等,其中前3種為常用的標準裝置。為了確保其作為貿易結算依據及其公證性、準確性,提高氣體渦輪流量計標定精度成為迫在眉睫的任務。
2 影響標定精度的因素
2.1 標準裝置的影響
簡要介紹3種標準裝置:
標準氣體渦輪流量計具有標定精度高、標定速度快、成本低等優點,但隨著時間的推移,由于其內部軸承及其他運動部件的磨損會造成標準渦輪表本身性能的改變,從而降低標定精度。因此標準渦輪表本身需要定期進行標定。且標準渦輪表口徑越小,通過氣體的流量越小,其精度受內部運動部件磨損的影響趨勢也越大。因此,當需標定的渦輪表口徑較小時(小于100mm),就不宜選用渦輪表作為標準裝置。
音速噴嘴的流體力學原理是:當噴嘴上游側的氣體通過噴嘴流出時,若噴嘴后的壓力P1與噴嘴前的壓力P0之比P1/P0小于某臨界值時(當以空氣為介質時為0.528),則在噴嘴出口截面上氣流達到音速,并當壓比P1/P0繼續減少時,氣流速度仍保持音速不變,于是在連接有被標定流量計的系統中產生固定不變的臨界流量,再與所用時間相乘,可知通過標準裝置的體積數。因此可作為流量標準裝置來校驗流量計。理想條件下音速噴嘴的標定精度很高,但氣體是有粘性的,所以氣體通過噴嘴時,要產生能量損失,因而造成標定誤差。誤差的大小與噴嘴形狀、幾何尺寸、表面加工質量及流過喉徑的氣體雷諾數有關。
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