本文是学习GB-T 21391-2022 用气体涡轮流量计测量天然气流量. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本文件规定了用于天然气流量测量的气体涡轮流量计(以下简称流量计)的工作原理、计量性能、安
装和使用维护、流量计算和测量不确定度评定、实流校准和现场检查等。
本文件适用于组成在GB17820 和 GB/T37124
界定范围内,且真实相对密度为0.55~0.80的天然
气流量测量。
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 3836.1 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求
GB/T 3836.2 爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳"d"保护的设备
GB/T 3836.4 爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备
GB/T 4208 外壳防护等级(IP 代码)
GB/T11062 天然气 发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法
GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 13610 天然气的组成分析 气相色谱法
GB/T 17747.1 天然气压缩因子的计算 第1部分:导论和指南
GB/T 17747.2 天然气压缩因子的计算 第2部分:用摩尔组成进行计算
GB/T 17747.3 天然气压缩因子的计算 第3部分:用物性值进行计算
GB 17820 天然气
GB/T 18603—2014 天然气计量系统技术要求
GB/T 21446—2008 用标准孔板流量计测量天然气流量
GB/T 25480 仪器仪表运输、贮存基本环境条件及试验方法
GB/T 35186 天然气计量系统性能评价
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
气体涡轮流量计 turbine gas meter
在流体作用下叶轮受力旋转,其转速与流体体积流量成函数关系的流量计。
注:通过流量计的流体体积流量是基于叶轮旋转数得到的。
3.1.2
量程比 rangeability/turn down ratio
范围度
在最大允许误差范围内流量计的最大流量和最小流量之比。
GB/T 21391—2022
3.1.3
工作压力范围 working pressure range
满足流量计计量性能要求的压力范围。
3.1.4
工作温度范围 working temperature range
满足流量计计量性能要求的温度范围。
3.1.5
压损 pressure loss
管路中由涡轮流量计引起的不能恢复的压降。
3.1.6
K 系数 K factor
单位体积流体流过流量计时流量计发出的脉冲数。
[来源:JJG 1037—2008,3.1,有修改]
3.1.7
分界流量 transition flow rate
在最大流量和最小流量间的流量值,它将流量范围分割成最大允许误差不同的两个区,即"高区"和
"低区"。
[来源:JJG 1037—2008,3.3]
3.1.8
测量芯 measurement cartridge
流量计内部组件,可以从流量计体中拆卸下来,包括内置流动调整器(如适用)、叶轮和轴承等用于
计量的部件。
3.1.9
峰间误差 maximum peak-to-peak error
分界流量以上,最大示值误差与最小示值误差间的差值。
[来源:GB/T 18604—2014,3.2.14,有修改]
3.1.10
智能流量计 intelligent flow meter
集流量、温度、压力检测功能于一体,并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿和流量积算的流量计。
[来源:GB/T 28848—2012,3.1,有修改]
3.1.11
实流校准 flow calibration
以天然气、空气或水等为介质所进行的流量计校准。
[来源:GB/T 18603—2001,3.1.13]
下列符号适用于本文件。
c 流量计类型所代表的压损系数
D 流量计的公称通径
E 相对示值误差
H、 标准参比条件质量发热量
H、 标准参比条件体积发热量
style="width:3.96669in;height:3.6333in" />class="anchor">GB/T 21391—2022
K K 系数
Mm 摩尔质量
M₁ 流量计系数
P 绝对静压力
q. 能量流量
q、 体积流量
qm 质量流量
q. 分界量流量
T 热力学温度
u 标准不确定度
U 扩展不确定度
Z 天然气压缩因子
p 天然气密度
ψ 测量范围
5 静压测量仪表或温度测量仪表的准确度等级
涡轮流量计主要由传感器和转换器组成,传感器主要包括测量芯、壳体、前后导向件,转换器分为机
械式和电子式两种,其典型结构分别见图1和图2。流动流体的动力驱使叶轮旋转,其旋转速度与体积
流量近似成比例。通过流量计的流体体积是基于叶轮的旋转数得到的。
style="width:4.32667in;height:3.70678in" />
a) 带机械式转换器的正视图 b) 带机械式转换器的侧视图
标引序号说明:
1——机械表头;
3——前导向件;
5——润滑油泵; 6——轴承;
style="height:0.20658in" /> 后导向件。
图 1 带机械式转换器的涡轮流量计结构示意图
GB/T 21391—2022
style="width:3.50664in;height:3.74in" />
a) 带电子转换器的正视图
标引序号说明:
2——壳体;
3——前导向件;
5——润滑油泵;
6——轴承;
7——后导向件。
style="width:3.17986in;height:3.79324in" />
b) 带电子转换器侧视图
图 2 带电子式转换器的涡轮流量计结构示意图
流量计的测量准确度主要受下列因素影响:
— 轴承的摩擦力变化;
——气体黏度变化;
—
气体密度变化:气体密度变化可能带来流量计的范围度、压力损失以及准确度的变化;
——流体温度、压力的变化:当工作时流体的温度、压力与校准或检定时的温度、压力有显著不同
时,将引起系数的变化;
——气流中固液杂质;
——管道安装结构;
——气体流态变化;
— 过 载 ;
——管线振动;
——射频干扰或电磁干扰,流量计应远离电机等强电磁干扰的区域;
—
脉动流的影响,应把流量计设置在远离脉动的地方,或者在脉动源后附加脉动衰减器。
每一台流量计应符合第6章和第7章的技术要求。为保证流量计使用中的计量性能,宜按附录
A
进行实流校准。
操作条件下流量计的准确度应符合表1的要求,不同量程比的流量计分界流量见表2。
GB/T 21391—2022
表 1 准确度等级及最大允许误差
|
|
|
|
|
|
---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
表 2 分界流量(q:)
|
|
---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
重复性应不大于准确度等级对应最大允许误差绝对值的1/3。
分界流量以上峰间误差应不大于1.0%。
在额定的压力和温度范围内,流量计应在1.2qmax流量下运行至少30 min
不损坏,并且不影响流量
计的性能。
生产厂家给出的流量计测量介质温度范围和工作环境温度范围应满足流量计性能要求,并至少应
为- 10℃~40℃。
安装条件对流量计的影响应不大于表2规定的最大允许误差的1/3。安装条件对流量计的影响试
验见GB/T 18940—2003附录 E。
生产厂家应提供各种类型和口径的流量计或流量计组件的压损数据。压损计算方法及典型压损值
见附录 B。
流量计一般应满足以下要求:
GB/T 21391—2022
——相同型号、相同压力等级和相同类型的流量计和部件应能互换;
——流量计应具备防雨水、抗腐蚀和外力冲击等能力;
——与气流直接接触的流量计轴承和机械驱动装置应具备防止气体中杂质进入的保护措施;
流量计的所有部件应选用几何尺寸稳定的材料制造,材料表面应进行防腐处理。
以上的要求应根据相关标准评定,必要时宜通过仪器进行检测。
流量计出厂前,其承压部件应按有关标准进行强度试压,并由生产厂家提供合格证书。
生产厂家应提供组装好的流量计按相关标准进行严密性试验合格的证书。
流量计的入口和出口连接应符合相关标准。流量计的入口连接端和出口连接端之间的长度应不大
于 5D。
取压口的设计应确保连接端不伸入气流中。
流量计上任何压力测试点或取压口均应配置适当的密封件。
流量计上通常应至少提供一个测量取压口,以便能在测量条件下测量涡轮叶轮处的静压。该取压
口用"pm" 标识,如果流量计上有多个“pm”取压口,用常压下(±10
kPa)的空气作测试时,各取压口压力
读数的差值应不超过50 Pa。
流量计上用于其他目的的取压口应用“p”标识。
圆形取压口直径应在3mm~10mm,
其最小深度应不小于孔径。此外,其他均应符合GB/T 21446的
规定。槽形取压口在流动方向上尺寸应至少为2 mm, 横截面积应为10 mm²~80mm²,
其深度最小应等
于流动方向上槽形尺寸。
测量芯的完整性应符合以下要求。
—具有可拆卸测量芯的流量计,其拆装和更换应不影响流量计的结构和完整性,并应符合6.2.2
的严密性要求。
——流量计的可拆卸测量芯应有唯一的编号,该编号应被清晰地标在流量计外表面。
—每一种流量计的可拆卸测量芯应能密封。
GB/T 21391—2022
流量计的可拆卸测量芯在同型号和同口径的流量计上反复更换或拆装后,仍应保证其性能。
流量计润滑应符合以下要求。
—
为使流量计运行良好,其结构应使所需的任何润滑装置密封不泄漏,可采用永久性免维护方式
或外部加注泵的形式。
—
当使用外部润滑油时,厂家应提供加注润滑油的质量要求和加注量,宜具有标号范围或互换
性。当加注正确时,无论自动加注或手动加注,流量计的操作或性能不应受润滑剂的影响。
——润滑油泵应能承受在流量计额定状态下的最大设计压力。
— 润滑系统的设计应考虑防水。
流量计的所有电气部件应进行严格的测试和老化处理。流量计应具备接地装置。流量计的防爆等
级应符合GB/T 3836.1 的规定,隔爆型应符合GB/T 3836.2
的规定,本质安全型应符合GB/T 3836.4
的规定,其他防爆型式的流量计应符合相应的专用标准规定。电缆护套、橡胶、塑料和其他裸露部分应
耐紫外光、油脂、高温和阻燃。
流量计的输出由机械或电子计数器所组成,且不可复位和工作可靠,用以累计通过流量计的总量。
脉冲信号或旋转轴的转速可以用来反映流量计的流量。
计数器以末位数为单位的数字位数,应足以指示相当于在最大流量下运行至少8000
h 通过的体 积总量。
指示单位应在指示装置上清晰明确地标明(如m³)。
在指示装置十进制符号后面的数字应与十进
制符号前面的数字清楚地区分开来,例如使用红色遮板包围。
应无需使用工具即可轻松读取指示值。数字的最小高度应为4 mm,
最小宽度应为2.4 mm。 应能
够在与窗口或显示器垂直的15°内清晰正确地读取指示值。
下列标志和铭牌应被固定在流量计上。在正常使用条件下,这些标志应清晰可见、不易损坏。当流
量计处于正常工作位置时,标志和铭牌是可见的。
流量计铭牌应至少标有以下内容:
GB/T 21391—2022
——制造商名称或商标;
— 产品名称及规格型号;
—— 出厂编号;
——型评标志和编号;
——准确度等级;
— 适用工作压力和工作温度范围;
——公称直径;
— 操作条件下的流量范围;
——计数器指示的每立方米脉冲数;
— 防爆等级和防爆合格证标志;
——制造年月。
气体流动的方向应有明显的永久性标志。
应在流量计外壳上标示出流量计水平安装或竖直安装的安装方式。
驱动杆、脉冲发生器、取压口和取温口都应有清晰的、不易磨损的标志。
流量计外表应整洁、美观,表面应有良好的处理,不应有毛刺、刻痕、裂纹、锈蚀、霉斑和涂层剥落现
象;所有文字、符号和标志应清晰、不易脱落。
流量计外壳、显示设备、铭牌和外部元件应能抵抗气候影响(阳光、湿度和温度变化)和在使用过程
中的常规清洗剂的影响。流量计外壳防护要求应符合 GB/T 4208
的规定,至少应达到 IP65 的等级
要求。
流量计的连接端面应妥善保护,以防止在运输和储存过程中其他杂质进入流量计或损坏连接端面。
流量计包装应符合GB/T13384
的规定,流量计在运输中应确保其在包装箱内稳定牢靠。流量计的运
输、贮存等应符合GB/T 25480
的规定。流量计经运输和搬运安装后,仍应符合第5章的计量性能要求
和6.2.2的密封性要求。
流量计配套的修正仪或流量计算机应具备体积流量和能量流量积算的功能。当天然气的真实相对
密度偏离设计密度造成不能接受的偏差、组成变化较大或必须进行精确计算时,应缩短气体取样分析周
期或采用在线组成分析仪,对计量结果进行修正。
6.14.1 概述
智能流量计一般应具备以下功能:
GB/T 21391—2022
—就地显示被测介质的压力、温度、标准参比条件下体积和能量流量(包含瞬时和累积流量);
- 实时远传相关数据;
— 数据存储功能;
——设定累积流量、瞬时操作条件和标准参比条件下流量、压力、温度、电池电量等监控参数报警范
围,并在出现异常时实现提示报警;
— 参数设置及管理权限设置。
流量计用于温度和压力修正、压缩因子和发热量计算等数学模型或软件应符合相关标准或规范的
要求,并具备相关证书或报告。
6.14.2 压力传感器
压力传感器取压口应符合6.4的规定,压力传感器可直接安装在取压口上,但应确保不伸入气
流中。
6.14.3 温度传感器
温度传感器应安装在流量计叶轮的下游端,其离叶轮的距离应小于5D,
伸入管道公称内径大约
1/3处,但长度不能超过150 mm。
6.14.4 输出
流量计应具备远传通信功能,并提供多种标准通用通信协议和接口形式。通常应具有标准
RS-485、RS232等通信协议输出,并至少具有代表工况流量的脉冲或模拟信号输出等功能。
流量计至少应能存储三年内每天的累积流量和最近1000次的瞬时流量数据(一般包括时间、压
力、温度、标准参比条件下的瞬时体积和能量流量)。
6.14.5 电源
电源可采用内电源供电或外电源供电,如果采用内电源供电则电池应能连续工作三年及以上,且无
论是否有外电源供电情况,内电源均应处于满足供电的状态。外电源供电一般宜采用直流,其电压应不
超过24 V。
6.14.6 断电保护
流量计应具有断电保护功能,断电后流量计累积量和 K
系数等内设参数应不发生改变。
6.14.7 数据传输安全性
流量计应具有数据保护功能,保证数据传递的完整性和唯一性。
6.14.8 其他要求
流量计应至少具备以下功能:
——天然气组成或发热量等参数设置或输入功能;
——管理权限设置功能;
— 日累积量起止时间设置功能;
— 压力、温度传感器可拆卸或更换,能够有效溯源;
——压力、温度和K 系数修正功能;
——硬件时钟功能;
——参数设置记录(时间、设置前参数、设置后参数等)应可靠保存,并能便于读取;
——影响计量结果的可调部位应能封印。
GB/T 21391—2022
应根据安装点具体的环境及操作条件,对流量计采取必要的隔热、防冻及其他保护措施(如遮雨、防
晒等)。
流量计的安装应尽可能远离振动和脉动流的测量环境。
在安装流量计及其相关的连接导线时,应避开可能存在电磁干扰或较强腐蚀性的环境,否则应咨询
生产厂家并采取必要的防护措施。选择的安装位置应便于流量计的维护及检修。
7.2.1.1 流量计典型安装方式
典型计量管路的推荐安装方式见图3。流量计运行过程中其上游阀门应全开,过滤器或过滤筛应
保持清洁。流动调整器可以是管束式流动调整器或其他形式,应由生产厂家根据流量计上游阻流件和
型式评价中的扰流测试结果推荐。当计量管路中可能出现反向流时,应在下游增加止回阀。
style="width:10.3733in;height:4.0733in" />
标引序号说明: 1—— 阀(可选); |
7 - - 取压口; |
---|---|
2——工作压力超过1.4 MPa 时宜使用的平衡阀; | 8 — 涡轮流量计; |
|
9 — 取 温 口 ; |
4——过滤器或过滤筛(可选); | 10—— 限流器(可选); |
5 ——入口; |
|
6— 流动调整器; | 12—— 阀(可选)。 |
图 3 带辅助设备的典型计量管路推荐安装方式
GB/T 21391—2022
7.2.1.2 智能流量计受限空间安装
当不能满足按图3进行安装所需空间的情况下,智能流量计可按下述方式进行安装。
——如果空间受到限制,可如图4所示使用短管安装方式。流量计应内置一体化流动调整器。流
动调整器安装在流量计上游,最小直管段长度为4D,
流动调整器出口到流量计入口的直管段 长度应不小于2D。
流量计可通过弯管或三通与立管相连,弯管和立管之间的最大缩径为立
管公称直径的一倍。阀、过滤器或过滤筛可安装在立管上。
style="width:10.00011in;height:5.54664in" />
标引序号说明:
2——工作压力超过1.4 MPa 时宜使用的平衡阀;
3——90°弯管或三通,最大缩径为1倍立管公称直径;
4——过滤器或过滤筛(可选);
5——流动调整器;
style="height:0.15334in" /> 取压口;
7——涡轮流量计;
8——下游放空阀(可选);
9—-阀(可选)。
图 4 短管安装方式
—
如果空间受到限制,可如图5所示使用紧凑连接安装方式。流量计应内置一体化流动调整器。
流量计可通过弯管或三通与立管相连。弯管和立管之间的最大缩径为立管公称直径的一倍。
阀、过滤器或过滤筛可安装在立管上。
style="width:3.01325in;height:2.71326in" />class="anchor">GB/T 21391—2022
style="width:6.66669in;height:5.10004in" />
标引序号说明:
1——工作压力超过1.4 MPa 时宜使用的平衡阀;
3——90°弯管;
4—-90°弯管或三通,最大缩径为1倍立管公称直径;
6——涡轮流量计;
图 5 紧凑连接安装方式
7.2.1.3 内置流动调整器结构要求
流量计内置流动调整器如图6所示。其结构满足 H/D\<0.15,S/L\<0.35。
style="width:5.31991in;height:3.11344in" />
标引序号说明:
H—— 环形通道的径向高度;
S — 叶片间最大弦长;
L 叶片轴向长度;
D— 流量计入口直径。
图 6 内置流动调整器的尺寸参数
流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、下游直管段应具有相同的内径,其偏差应在管径的±1%以
内;流量计及其紧邻的直管段在组装时应同轴,并保证其内部流通通道的光滑、平直,不应在连接部位出
GB/T 21391—2022
现台阶及突入的垫片等扰动气流的障碍。
与流量计匹配的直管段,其内壁应无锈蚀及其他机械损伤。在组装之前,应除去流量计及其连接管
内的防锈油或机械杂质等附属物。使用中也应保持介质流通通道的干净与光滑。
当流量计带有测温套、温度计套管或温度传感器时,应将其视为流量计的一部分。它们在流量计校
准前应安装完毕,其插入深度按6.14.3的规定。
若流量计本体上不带有测温孔,推荐在流量计下游直管段上测量温度,其离叶轮的距离宜在5D
内,尽可能靠近流量计,且在任何出口阀或限流器的上游。
流量计宜水平安装并且进、出口不应反装,其他安装方式应咨询生产厂家。
在气质较脏的场合,应在流量计的上游安装效果良好的气体过滤器或过滤筛。过滤器的结构和尺
寸应能保证在最大流量下产生尽可能小的压力损失,并尽可能减少流态畸变。
对于重要的计量回路,可设置备用计量旁通,并能够对旁通装置检漏。
如果流量计下游安装有放空阀,其尺寸不应大于流量计公称直径的1/6,以避免排气时叶轮超速导
致流量计的损坏。
在现场,当有足够的压力可以利用时,宜在流量计管线下游安装一台临界流孔板或者一台临界流文
丘利喷嘴,并限制它的尺寸,使实际流速接近流量计最大额定速度的1.2倍,以避免流量计受到超高速
天然气气流的冲击。
7.2.10 在线实流校准接口
当供需双方有合同约定时,可预留在线实流校准接口用于在线校准。在线校准标准表宜安装在被
校表的下游,并留有适宜的空间。
7.2.11 其他安装要求
安装流量计和测量管路时应尽量减小管路安装时产生的应力。
如天然气中含有液体,应采取有效措施,防止液体积聚和对流量计的冲击、腐蚀等。避免安装在管
线低点,必要时安装分液罐。
如在流量计上游施焊,应拆卸流量计以短管代替,施工完成并吹扫干净后再重新安装流量计。
流量计在开始安装前,特别是安装在新管路或经维修的管路上时,首先应清扫管路,去除所有堆积
GB/T 21391—2022
的渣、铁锈及其他的管路碎屑。在进行所有流体静压试验和清扫管路操作期间,应拆下流量计和过
滤器。
流量计启动时应缓慢地加压和启动。操作时应先开上游阀,待流量计内已充满被测气体并维持运
行压力的情况下,再缓慢开启下游阀。在小流量下运行约2 min,
流量计运行正常后再全部打开下游阀
门。流量计停用时,应先缓慢关闭下游阀,再缓慢关闭上游阀。
流量计不宜用在频繁中断和/或有强烈脉动流或压力波动的场合。
可在流量计上下游管道上适当支撑以尽量消除振动。
应根据生产厂家建议的润滑油品牌型号、加注周期及油量对流量计的叶轮进行维护。
在使用过程中,宜通过监视过滤器两端的差压来防止流动异常或供气中断,并应定期进行污物排放
和滤芯清洗。
运行中出现异常或周期送检时应对流量计进行检查,现场检查见附录C。
本文件采用的天然气流量计量标准参比条件为:20℃(热力学温度为293.15
K)、压力为101.325 kPa、
干基。也可采用合同规定的其他压力和温度作为标准参比条件。
操作条件下的体积流量可按公式(1)计算:
style="width:0.90656in;height:0.62678in" /> ……………………… (1)
式中:
9:——操作条件下的瞬时体积流量;
f— 流量计输出频率;
K——K
系数,可按流量计铭牌上给出值、查流量计参数设置值、检定证书或校准证书给定值。
标准参比条件下的体积流量可按公式(2)计算:
式中:
style="width:2.82665in;height:0.69226in" />
………………………
(2)
q。——标准参比条件下的瞬时体积流量;
p:— 操作条件下的绝对静压力;
Z₁— 操作条件下的气体压缩因子;
T;— 操作条件下的气体绝对温度;
p。 ——标准参比条件下的绝对静压力;
Z。 ——标准参比条件下的气体压缩因子;
Tn— 标准参比条件下的气体热力学温度。
GB/T 21391—2022
天然气超压缩系数(F,)
是因天然气特性偏离理想气体定律而导出的修正系数,其定义见公式(3):
style="width:1.28667in;height:0.69344in" /> (3)
则公式(2)可改写为公式(4):
style="width:2.47328in;height:0.66682in" />
………………………
(4)
8.2.3.1 A、B 级计量系统天然气压缩因子计算
当天然气计量系统符合GB/T18603 定义的 A、B 级要求时,应按 GB/T
17747.1~GB/T 17747.3 计算压缩因子值。其中,GB/T17747.2
提供了以摩尔组成数据为基础进行压缩因子计算的方程和编程
用数学模型。 GB/T17747.3
提供了以物性值数据为基础进行压缩因子计算的方程和编程用数学模型。
标准参比条件下的气体压缩因子(Z。)也可依据GB/T11062
确定,其值按公式(5)计算:
style="width:2.90658in;height:0.71324in" /> (5)
式中:
√b,— 天然气j 成分的求和因子,可由GB/T 11062 查取。
8.2.3.2 C 级计量系统压缩因子计算
当天然气计量系统为非贸易计量系统或属于 GB/T 18603—2014 附录 B
规定的准确度C 级时,可
按 GB/T 21446—2008 附录 A 计算超压缩系数(F)。
质量流量可按公式(6)计算:
9m=9n×Pn …………………… (6)
式中:
qm— 瞬时质量流量;
pa—— 标准参比条件下的天然气密度。
能量流量可以通过体积流量或质量流量与发热量(H、 或 H、)的乘积计算得到。
通过体积流量计算能量流量时,按公式(7)计算:
qe=qn×H.
通过质量流量计算能量流量时,按公式(8)计算:
qe=9m×H,
………………………
………………………
(7)
(8)
式中:
q。 — 瞬时能量流量;
H 、——标准参比条件下天然气的体积发热量,可采用直接测量或按GB/T 11062
计算;
H 、— 标准参比条件下天然气的质量发热量,可采用直接测量或按GB/T 11062
计算。
天然气流量计算实例见附录 D。
GB/T 21391—2022
8.5.1 未经实流校准的标准参比条件下的流量测量不确定度估算
根据公式(2),各不确定度分量灵敏系数均为1,因此可用公式(9)和公式(10)估算标准参比条件下
流量测量合成标准不确定度。
u,(qa)=√u,(q:)²+u,(P)²+u,(T)²+u,(Z)²+u,(Z)²+u,(am) … … …(9)
U,(qn)=ku,(qn)(k=2)
式 中 :
……
(10)
u,(qn)—— 标准参比条件下的体积流量测量扩展不确定度;
u,(qn)—— 标准参比条件下的体积流量测量标准不确定度;
|
|
---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
u,(an)— |
|
根据公式(6),可按公式(11)估算质量流量测量合成标准不确定度。
u.(qm)=√u,(qm)²+u,(pa)
式 中 :
u,(pn)—— 标准参比条件下密度的不确定度,依据 GB/T
0.15%。
…………………… (11)
11062 和 GB/T 35186,此项可取值为
扩展不确定度参照公式(10)计算。
根据公式(6)和公式(7),可用公式(12)估算标准参比条件下能量流量测量合成标准不确定度。
u.(g.)²=√u,(g,)²+u,(H,)² (12)
式中:
u,(H 、)—— 标准参比条件下体积发热量的标准不确定度。根据 GB/T 11062 和
GB/T 35186,该
项不确定度主要来源于基础数据、物性参数计算方法和组成分析,当采用二级标准物
质,用在线色谱分析进行组成分析时,通常可取0.15%。
扩展不确定度参照公式(10)计算。
8.5.4 绝对静压或热力学温度测量不确定度估算
绝对静压或热力学温度测量不确定度按公式(13)估算:
style="width:1.71336in;height:0.72666in" />
式 中 :
uγ— 绝对静压测量或热力学温度测量的标准不确定度;
5γ — — 静压测量仪表或温度测量仪表的最大允许误差绝对值;
Yk— 静压测量仪表或温度测量仪表的刻度上限值;
Y:- 预定静压测量值或预定温度测量值。
GB/T 21391—2022
……………………… (13)
GB/T 21391—2022
(规范性)
实流校准
A.1 概述
用于天然气流量测量的流量计可根据需要按本附录进行实流校准,以减少流量计的测量误差。在
有条件的情况下可进行在线实流校准。
A.2 校准条件
A.2.1 标准装置的技术要求
实流校准标准装置及其辅助测量仪表都应具有有效的检定或校准证书。
A.2.2 严密性
校准前,应将被校流量计安装在校准装置上一起进行严密性试验。试验介质为空气、天然气等气
体,试验压力至少应为最高校准压力且小于被校流量计的最大工作压力。在试验压力下至少稳压
A.2.3 安装条件
校准时的安装应符合7.2的要求。
流量计取压口和测温孔应满足6.4和7.2.4的要求。
A.2.4 实流校准流体
根据实际情况,实流校准流体可采用天然气或其他气体,流体能自由流动且没有凝液、油污和粉尘,
其组分应基本稳定。校准时的雷诺数范围宜与流量计实际使用时的雷诺数范围相近。
如使用天然气进行实流校准,则其气质应至少符合 GB17820
二类气的要求,其物性参数值应采用
GB/T 17747和 GB/T11062 中相关条款进行计算。
A.2.5 环境条件
实流校准时的环境温度 一 般为 - 25℃~55℃,相对湿度 一
般为5%~95%,大气压力 一 般为
实流校准应在压力、温度和流量稳定后进行。
实流校准应避免外界磁场和机械振动的影响。
A.2.6 由客户提供的信息
客户宜提供流量计使用条件的相关信息,即:工作压力范围、工作温度范围以及工作介质等。
A.3 实流校准内容和方法
A.3.1 实流校准项目
实流校准项目包括流量计随机文件及外观检查、校准系数和重复性确定。
GB/T 21391—2022
A.3.2 随机文件及外观检查
实流校准前应对流量计的外观进行检查。
流量计应附有说明书、出厂证书(或上一次检定证书或校准证书)和其他有关技术指标文件,流量计
表体上的铭牌和流量计外观质量符合6.9和6. 10的要求。
A.3.3 实流校准内容
实流校准前应首先确定校准流量和校准压力,根据校准数据确定流量计的校准系数,运用校准系数
对流量计进行调整,如:更换机械输出装置的变速齿轮、修正 K
系数、提供流量计系数等,最后对校准后
的结果进行验证。
A.3.4 校准流量的确定
实流校准时,应结合表 A.1
和流量计的实际工作流量范围确定测试流量点。对于大口径流量计的
实流校准可能达不到上限流量值,用户与制造厂协商可指定低于 qx
的实流校准流量范围, 一般来说,
校准雷诺数宜至少达到流量计实际使用雷诺数的一半。在测试过程中,每个流量点的每次测试流量与
布点流量相比,其偏差应不大于±5%。
表 A.1 校准流量点
|
|
|
|
|
---|---|---|---|---|
|
|
|||
|
||||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A.3.5 校准压力的确定
A.3.5.1 工作压力不大于0.4 MPa
对用户规定的工作压力不大于0.4 MPa 的流量计,可在常压(±10 kPa)
下进行校准。校准结果适
用于工作压力0 MPa~0.4 MPa 范围内。
A.3.5.2 工作压力大于0.4 MPa
对用户规定的工作压力大于0.4 MPa
的流量计,需在一个或多个压力下进行校准。校准压力要求
如下。
a) 如果用户规定的工作压力范围的上限值不大于4倍下限值,那么仅需在 P
下对流量计进行
校准。校准结果适用于工作压力0.5P ~2.0P 范围内。
注1:Pe 表示流量计的校准压力(表压)。
GB/T 21391—2022
示例1:
|
---|
示例2:
style="width:12.36736in;height:1.04028in" />
b) 如 果 用 户 规 定 的 工 作 压 力 范 围 的 上 限 值 大 于 4 倍 下
限 值 , 需 分 别 在 Pmi 和 Pesmx 两 个 压 力
下对流量计进行校准。校准结果适用于工作压力0 . 5Pestmin~2.0Pemmax 范
围 内 。
注 2 : Ptmi 、P y分别表示流量计的最小和最大校准压力(表压)。
注 3 : P …
可根据校准装置的实际情况和用户的要求选择,只要用户规定的工作压力(或压力范围)在0.5P
~
2.0P 或0.5P mm~2.0Ps.max 范围内,就能满足要求。
示例3:
|
---|
A.3.6 测 试 次 数 及 时 间
在 校 准 时 , 每 个 流 量 点 应 至 少 测 试 3 次 , 在 条 件 允 许 的
情 况 下 应 测 试 6 次 , 并 取 各 次 测 试 值 的 算 术
平 均 值 作 为 该 测 试 点 的 测 量 结 果 。 每 次 数 据 采 集 时 间
不 应 小 于 6 0 s。
A.3.7 预 运 行
实 流 校 准 前 , 整 个 校 准 系 统 应 在 最 大 流 量 下 预 运 行 至
少 5 min, 待 压 力 、 温 度 和 流 量 稳 定 并 达 到
A.2.2 的 要 求 后 才 能 进 行 校 准 。
A.3.8 采 集 的 数 据
在每次测试过程中,应采集流量计和标准装置的相关参数。
A.4 校 准 后 的 修 正
A.4.1 齿 数 比 的 修 正 计 算
对于带有机械输出装置的流量计 ,
可将机械输出装置中的一对变速齿轮更换为不同齿数比的另一
对变速齿轮,以修正流量计机械输出装置显示的流量值。修正后的齿数比可按公式(A.
1)~ 公 式(A.6)
计 算 。
G 。=G 。×(1- △E×100)
△E=E;-E
style="width:3.37338in;height:1.01332in" />
style="width:3.00664in;height:0.6402in" />
…… …………… (A.1)
… … … … … … … …(A.2)
… … … … … … … …( A.3)
… … … … … … … …(A.4)
style="width:1.59331in;height:0.66682in" />
style="width:2.36677in;height:0.72006in" />class="anchor">GB/T 21391—2022
… … … … … … … …(A.5)
… … … … … … … …(A.6)
式中:
G. — 修正后流量计的齿数比;
G。 —— 流量计原齿数比;
△E — 修正后流量计的相对示值误差偏移量;
Ee - 修正后,第 i 校准点流量计的流量相对示值误差;
E, - 第 i 校准点流量计的流量相对示值误差;
(q,)- 第 i 校准点标准装置的流量示值;
9u -- 第 i 校准点第j 次校准时流量计的流量示值;
(q 、),- 第 i 校准点第j
次校准时标准装置的流量示值(与流量计相同工况条件下的流量);
n —— 第 i 校准点的测试总次数。
A.4.2 K 系数的修正计算
通过校准,可以在流量计全量程范围内得到一个 K 系数(可取每个流量点K
系数的算术平均值) 或对每个流量点得到一个 K 系数,这个或这些 K
系数可被输入到流量计的二次仪表中,以对流量输出
进行修正。每个流量点的K 系数可按公式(A.7)~ 公式(A.9) 计算。
style="width:1.75332in;height:0.70664in" /> … … … … … … … …(A.7)
或
K,=K 。(1+E,) … … … … … … … …(A.8)
style="width:1.45329in;height:0.68662in" /> … … … … … … … …(A.9)
式中:
K,—- 第 i 校准点流量计的K 系数;
K;- 第 i 校准点第j 次校准时流量计的K 系数;
K 。— 上一次检定证书或校准证书上给出的 K 系数;
fu- 第 i 校准点第j 次校准的流量计输出的频率值。
A.4.3 流量计系数的计算
校准后,也可提供流量计系数来对流量计输出进行修正,流量计系数的计算见公式(A.
10)。
式中:
(M₁);—— 第 i 校准点的流量计系数。
style="width:1.69999in;height:0.61218in" />
… … … … … … … …(A. 10)
可采用算术平均法、流量加权平均法、分段线性修正及多项式拟合法等对各流量点的流量计系数进
行处理,得到最终的流量计系数 M;。
A.4.4 流量加权平均误差修正方法
根据实际情况的不同,确定校准系数有多种方法。如果流量计的流量输出在其工作流量范围内是
线性的,那么采用流量加权平均误差法能有效地减小流量计的测量不确定度。如果流量计的输出是非
线性的,还可采用更复杂的误差修正技术。下面介绍通过流量加权平均误差法计算单校准系数,从而对
style="width:2.5134in;height:1.45992in" />class="anchor">GB/T 21391—2022
流量计的测量误差进行修正的方法。
采用A.4 中得到的误差值计算 EwM, 并应在每一个 P 下计算一个EwM
和单校准系数(F) (流量
加权平均误差法的计算实例见 A.4.8)。
ErwM按公式(A. 11) 计算:
… … … … … … … …(A. 11)
式中:
E; — 第 i 校准点流量计的相对示值误差;
q; — 第 i 校准点流量计的流量示值;
9max — 流量计的最大工况流量。
注:qi/qmx 为第i 校准点权重系数,用mn 表示;当qi=qmx
时,权重系数取0.4。可根据流量计实际运行的流量范 围对权重系数进行调整。
A.4.5 单校准系数的计算
单校准系数(F) 按公式(A. 12) 计算:
F=100/(100+EFwM) ………… ……… (A.12)
A.4.6 修正后的误差计算
在修正后,应以 A.4 中得到的 E,
值为基础计算出另一个经加权平均修正后的相对示值误差E ,
再按公式(A. 11) 计算一个新的 ErwM值,并核查 EWM的值是否接近零。 E
按公式(A. 13) 计算:
EiF=(100+E;)×F— 100 … … … … … … … …(A. 13)
A.4.7 校准后K 系数和流量的计算
校准后流量计K 系数按公式(A. 14) 计算:
style="width:2.43347in;height:0.66682in" /> … … … … … … … …(A. 14)
式中:
K— 流量计出厂时的K 系数或上一次校准后的K 系数。
通过校准得出新的 K
系数可对流量计的测量误差进行修正,修正后可再测试部分流量点以确认修
正效果。确认后的 K 系数在下次校准前不应作任何修改。
校准后流量计的流量按公式(A.15) 计算:
style="width:2.25994in;height:0.66in" /> …… …………… (A.15)
式中:
90 — — 流量计第 i 校准点的流量。
A.4.8 修正的要求
对仅需一次校准的流量计,修正后应尽可能使 ErwM趋近零。
当流量计在不同压力下进行校准后,应用在最靠近用户规定的工作压力下得到误差值进行
EwM 计 算,并用于修正。在没有规定工作压力的情况下,需要用两个 Erww
的平均值进行修正,即:利用由 A.4
计算得出的值画出两条全雷诺数范围内的示值误差曲线,用在相同雷诺数、但不同压力下得到的两个加
权平均误差的算术平均值作为用于计算单校准系数 F 的 Eww
值,以有效地消除测量误差。
GB/T 21391—2022
示例:流量加权平均误差系数的误差修正计算。
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
![]() |
GB/T 21391—2022
A.5 校准结果的验证
在分界流量上下各选取一个流量点对修正系数进行验证,验证结果应在流量计最大允许误差范
围内。
A.6 经实流校准后的标准参比条件下的流量测量不确定度估算
A.6. 1 概述
实流校准可以有离线校准和在线校准两种方式,校准方式不同,其流量测量不确定度估算方法也
不同。
A.6.2 离线实流校准
标准参比条件下的流量测量不确定度u,(qn)按公式(A.16) 估算:
u,(qn)=√u(qx,)+u²(P₁)+u(T;)+u²(Zi)+u(Zn)+u²(a)
式中:
u,(qr.)— 校准条件下流量计的流量测量不确定度,按公式(A.18) 估算。
扩展不确定度按公式(10)计算。
A.6.3 在线实流校准后流量测量不确定度估算
在线实流校准,其校准条件与操作条件几乎相同或相近。标准参比条件下的流量测量不确定度按
公式(A. 17) 估算:
u,(qn)=√u;(qx)+u;(P)+u(T)+u(Z;)+u;(Z) … … … …(A. 17)
扩展不确定度按公式(10)计算。
A.6.4 校准条件下的流量测量不确定度估算
校准条件下的流量测量不确定度按公式(A.18) 估算:
u.(q₁)=√u²(E,)+u.. … … … … … …(A. 18)
式中:
u. — 校准用标准装置的标准不确定度;
u(E,)—— 校准数据的重复性。
扩展不确定度按公式(10)计算。
A.7 校准证书
对每项测试结果,应以书面报告形式记录下来,并形成流量计的校准证书,由生产厂家或校准部门
提供给用户。对每一台流量计,其校准证书应至少包含下列信息:
——生产厂家的名称;
——校准机构的名称和地址;
— 流量计的型号和系列号;
——校准日期;
——校准方法;
——校准时流量计的安装条件;
——校准结果数据,包括流量计的输出值(流量或频率)、校准压力、校准温度、校准介质密度、校准
装置的流量测量不确定度、K 系数等参数。
GB/T 21391—2022
(资料性)
流量计的其他性能特性
B. 1 压 损
B. 1. 1 概述
流量计的压力损失由驱动流量计所需的能量以及包括改变流动面积和方向引起的内部通道摩擦损
失所决定。压力损失按公式(B. 1) 进行估算(较小的流量除外):
△P=cpiq … … … … … … … …(B. 1)
式中:
△P₁— 操作条件下压力损失;
c —— 取决于流量计类型的压损系数;
Pt —— 操作条件下气体密度;
qi ——操作条件下时气体体积流量。
考虑到规定条件下的压力损失和理想气体状态方程,则压力损失按公式(B.2)
、公 式(B.3) 计算:
或
式中:
style="width:2.7999in;height:0.69226in" />
style="width:4.94011in;height:0.69322in" />
… … … … … … … …(B.2)
……… … …… (B.3)
△P。 ——标准参比条件下压力损失;
p —— 标准参比条件下气体密度;
qa -— 标准参比条件下气体体积流量;
di — 操作条件下气体相对密度;
d 。 —— 标准参比条件下气体相对密度;
T:— 操作条件下气体绝对温度;
T 。—— 标准参比条件下气体绝对温度;
Zr— 操作条件下气体压缩因子;
Z 。— 标准参比条件下气体压缩因子。
B. 1.2 最大流量
不同公称直径的流量计的典型最大流量额定值见表 B. 1。
GB/T 21391—2022
表 B.1 依赖于最小流速及公称直径的最大流量的额定值
|
|
|
|||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B.1.3 最大允许压损
B.1.3.1 最大流量下的最大压损
各种类型和口径的流量计或流量计组件的压损数据由生产厂家提供。
一 台新制造的流量计用常压下(±10 kPa) 的空气作介质、在 qma
下进行测试的压损应低于表 B.2
列出的值。其中,典型最大流量的额定值见表 B.1。
表 B.2 在 9my
下用常压下的空气作介质进行测试时,流量计的最大压损
|
|
---|---|
|
|
|
|
|
|
|
GB/T 21391—2022
B. 1.3.2 测试方法
在两个取压点之间测量流量计以及为满足安装条件要求附加的组件(上游直管段或流动调整器)的
压损。这两点分别在流量计上游和下游与流量计相同公称通径的1D
距离内。测试时注意取压孔的选
择和加工,以保证流态的改变不影响压力的读取。测试在 qmx 下进行。 一
般在流量计的型式试验中进
行该测试。
B.2 操作条件下的最小流量
为了不超过一 定的涡轮转速和一 定的压力损失,流量计通常按最大流量(qmx)
进行设计。除另有
说明外,流量计这一最大流量对于所有的操作条件都是相同的,包括到规定的最大允许工作压力。根据
生产厂规定的最小流量、压力、温度和气体组分,操作条件下的最小流量可近似按公式(B.4)
计 算 :
style="width:2.06012in;height:0.71346in" /> …………… …… (B.4)
式 中 :
p 、 — 规定条件下的气体密度;
pr — 操作条件下的天然气密度;
9tmi—— 操作条件下的最小流量;
9smin— 规定条件下的最小流量。
B.3 量 程 比
由于最大流量通常不变化,而最小流量可能变化,所以气体涡轮流量计的量程比一般随气体密度的
平方根而变化,见公式(B.5):
式 中 :
ψ — — 操作条件下量程比;
ψ、 —— 规定条件下量程比。
style="width:1.47327in;height:0.70664in" />
… … … … … … … …(B.5)
B.4 温度和压力的影响
当流量计的工作温度和工作压力与校准条件有很大差别时,其性能可能发生变化。这些变化的原
因可能是尺寸变化、轴承阻力变化或物理现象变化。
B.5 各种流态对流量计性能的影响
B.5.1 漩涡影响
如果流量计入口处的流体有大的漩涡,就会影响涡轮叶轮的转速。与涡轮叶轮旋转方向相同的旋
涡使叶轮速度增加,而与旋转方向相反的漩涡则使叶轮速度减小。对于高准确度的流量测量,应通过对
流量计的适当安装,把这种漩涡影响减小到轻微的程度。
B.5.2 速度分布影响
流量计是以其入口处为接近均匀速度分布的条件进行设计和校准的。当明显偏离这
一 速度分布
时,涡轮叶轮处的实际速度分布就会影响到给定流量下的叶轮速度。对于一个给定的平均流量,非均匀
速度分布与均匀速度相比,通常将产生更高的叶轮速度。在高准确度流量测量时,宜通过对流量计的适
当安装,确保涡轮叶轮处的速度分布基本均匀。
GB/T 21391—2022
(资料性)
流量计的现场检验
C.1 概述
涡轮流量计最常使用的现场检验是目检法检查和旋转时间试验。对运行中的流量计,通过观测其
产生的噪声或振动,常可获知流量计的工作情况。
流量计的剧烈振动通常表明涡轮叶轮已失去平衡的损坏,这会导致流量计完全失效。在较低流量
时,常能听到涡轮叶轮的摩擦声和轴承工作不良的声音,这种噪声不会被正常的流动噪声所掩盖。
C.2 目检法检查
目检法检查一般检查涡轮叶轮是否缺叶、是否积聚固体物或腐蚀以及是否有可能影响涡轮叶轮平
衡和叶片组态的其他损坏。还可以检查流量计的内部(包括流动通道、排水孔、通气孔和润滑系统等),
以确保其中没有积聚的碎屑。
C.3 旋转时间试验
旋转时间试验是用来确定流量计机械阻力现在和过去比较的相对变化。在流量计区域干净和其内
部没有损坏的情况下,如果机械阻力没有重大变化,则流量计准确度不会变化。若机械阻力有较大增
加,则表明流量计计量性能在小流量处已经降级。按用户要求,生产厂可以提供流量计典型的旋转
时间。
旋转时间试验在无气流的区域内且测量机构位于其正常的工作位置下进行。涡轮叶轮以适当的速
度旋转,例如最小速度约为于qmax对应的额定速度的1/20,时间测量从旋转开始直至叶轮停止转动。
旋转时间试验一般重复3次且取其平均值。旋转时间减少的原因通常是因为涡轮叶轮轴承的阻力
增加。需要注意到还有其他影响旋转时间的机械阻力,如轴承润滑过度,环境温度低、气流和粘附物。
注:只要规定方法,也能用其他方法进行旋转时间试验。
C.4 其他检验
涡轮叶轮处装有脉冲发讯器的流量计提供了检测叶轮上叶片缺损的可能性。通过观测涡轮叶轮脉
冲发讯器的输出脉冲曲线或通过该输出脉冲与连到叶轮轴的从动轮上脉冲发讯器输出脉冲的比较,有
可能获悉叶片的缺损情况。
叶轮叶片或叶轮和指示器间传动轮系中任何其他位置触发的脉冲发讯器与指示器上的脉冲发讯器
相结合,可以用来确定传动轮系的完整性。来自指示器的低频脉冲与来自甚至传动轮系中任何位置产
生的高频脉冲之比是一个与流量无关的常数。
附加在涡轮流量计上的某些体积转换装置也指示流动条件下的体积。转换装置上所记录的体积应
等同于同一时间周期内涡轮流量计机械计数器所记录的体积。
style="width:4.47991in;height:0.63998in" />GB/T 21391—2022
(资料性)
天然气流量计算实例
D. 1 已知条件
流量计基本信息及使用条件如下:
a) 涡轮流量计K 系数:K=2548 m⁻³;
b) 气流常用温度:t₁=21℃;
c) 气流常用表静压:pi=1.28 MPa;
d) 当地常用大气压:P,=0.0965 MPa;
e) 实测频率为50 Hz;
f) 天然气组成见表D. 1。
表 D.1 流量计算实例用天然气组成
|
|
|
|
|
|
|
|
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D.2 计算
D.2. 1 求涡轮流量计操作条件下的体积流量
按公式(1)计算得出操作条件下的体积流量:
D.2.2 确定天然气压缩因子Z 或超压缩系数 FZ 值
D.2.2. 1 当天然气计量系统符合GB/T 18603—2014 表 B. 1 准确度为 A 级 、B
级要求时:
a) 求天然气在标准参比条下的压缩因子 Z:
根据公式(5)和表 D. 1 计算得到:Z 。=1-0.0447²=0.9980
b) 求天然气在操作条件下压缩因子Z:
8.2.3.1 规定用GB/T 17747.2—2011
编程计算得:Z₁=0.9739
D.2.2.2 当天然气计量系统为非贸易计量系统或属于符合GB/T 18603—2014 表
B. 1 准确度为 C 级 要
求时:
8.2.3.2 规定用AGA NX- 19
公式编程计算得到:F,=1.0124
D.2.3 求天然气摩尔质量(M)
天然气摩尔质量可以按照公式(D. 1) 计算:
根据表 D. 1 和公式(D. 1), 可以得到:
style="width:1.6734in;height:0.71228in" />
… … … … … … …(D. 1)
M=15.5024+0.4408+0.0829+0.0198+0.0140+0.0006+0.
1485+0.4903=16.699(kg/kmol)
style="width:2.70661in;height:0.73326in" />GB/T 21391—2022
D.2.4 求天然气标准参比条件下气体密度
按 GB/T 11062 的规定,根据公式(D.2)
计算得到天然气标准参比条件下密度(pn):
… … … … … … … …(D.2)
style="width:7.94659in;height:0.6534in" />
D.2.5 天然气发热量计算
D.2.5. 1 天然气在标准参比条件下体积发热量计算
按 GB/T11062 的规定,根据公式(D.3) 计算天然气摩尔发热量(H.):
style="width:1.90011in;height:0.69322in" /> … … … … … … … …(D.3)
H 、=861.0603+22.8903+4. 1738+0.9787+0.6887=889.792(MJ/kmol)
按 GB/T11062 的规定,根据公式(D.4)
计算天然气在标准参比条件下理想体积发热量(H?):
style="width:2.01339in;height:0.63338in" /> …… …………… (D.4)
style="width:6.90662in;height:0.61336in" />
按 GB/T11062 的规定,根据公式(D.5)
计算天然气在标准参比条件下真实体积发热量(H 、):
style="width:1.99341in;height:0.6666in" /> … … … … … … … …(D.5)
H 、=36.990/0.9980=37.064(MJ/m³)
D.2.5.2 天然气质量发热量计算
天然气质量发热量(H 、)根据公式(D.6) 计算:
style="width:1.10008in;height:0.66682in" /> … … … … … … … …(D.6)
H 、=889.792/16.699=53.284 MJ/kg
D.2.6 求涡轮流量计标准参比条件下的体积流量
D.2.6.1 当天然气计量系统符合 GB/T 18603—2014 表 B.1 准确度为 A 级 、B
级要求时:
按公式(2)计算得到涡轮流量计标准参比条件下的体积流量:
qm=0.01962×[(1.28+0.0965)/0. 101325]×[293. 15/294.
15]×(0.9980/0.9739)=0.2722(m³/s)
D.2.6.2 当天然气计量系统为非贸易计量系统或属于符合GB/T 18603—2014 表
B. 1 准确度为C 级要
求时:
按公式(2)计算得到涡轮流量计标准参比条件下的体积流量:
qn=0.01962×1.0124²×[(1.28+0.0965)/0. 101325]×[293. 15/294.
15]=0.2723(m³/s)
D.2.7 求涡轮流量计的质量流量
按公式(6)计算得到涡轮流量计的质量流量:
9m=qn×pa=0.2722×0.6956=0. 1893(kg/s)
GB/T 21391—2022
D.2.8 求涡轮流量计的能量流量
在标准参比条件下天然气的体积发热量为37.064 MJ/m³,
其能量流量(q.)按公式(7)计算得到:
9.=qn×H,=0.2722×37.064=10.0888(MJ/s)
天然气的质量发热量为53.284 MJ/kg, 其能量流量(q。)按公式(8)计算得:
9.=9m×H,=0. 1893×53.284=10.0867(MJ/s)
注:计算过程中有效位数取舍会导致能量流量计算结果有微小差异。
style="width:3.1067in" />GB/T 21391—2022
更多内容 可以 GB-T 21391-2022 用气体涡轮流量计测量天然气流量. 进一步学习