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從狀態(tài)來(lái)說(shuō),天然氣屬于氣體,而溫度和壓力都會(huì)對(duì)氣體體積產(chǎn)生較大的影響,使得氣體體積偏離了標(biāo)準(zhǔn)的范圍,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體體積的量為標(biāo)況體積量,計(jì)量工作狀態(tài)氣體體積的量為工況體積量,溫度和壓力的變化都會(huì)對(duì)天然氣流量計(jì)量造成一定程度的影響。而由于未能充分考慮到這些可能存在的影響因素,而使得許多天然氣流量計(jì)在計(jì)量時(shí),出現(xiàn)不同程度的偏差。如民用的膜式燃?xì)獗恚谶\(yùn)行的過(guò)程中,無(wú)溫壓補(bǔ)償,而采用工況量進(jìn)行計(jì)量,而我國(guó)的北方城市,季節(jié)性溫差明顯,而且早晚溫差也較大,所造成的氣量差可達(dá)到5%,甚至是8%,而給燃?xì)夤編?lái)經(jīng)濟(jì)損失。
氣體體積受溫度、壓力影響較大,一般規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃、101.325kPa)為氣體體積參比狀態(tài),偏離20℃和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的狀態(tài)為工況狀態(tài),計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體體積的流量為標(biāo)況體積流量,計(jì)量工況體積的流量為工況體積流量,標(biāo)況體積流量具有可比性,計(jì)量標(biāo)況流量更具有實(shí)際意義。
工況體積流量與標(biāo)況體積流量,按氣體狀態(tài)方程有如下關(guān)系:
式中,Qn,Q———標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況條件下的體積流量,m3/h;
Pa,P———當(dāng)?shù)卮髿鈮汉土髁坑?jì)介質(zhì)處的表壓力;
Pg=Pa+P———流量計(jì)處介質(zhì)的壓力;
Pn———標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,101.325kPa;
Tn———標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度,293.15K;
Tg———介質(zhì)工況條件下溫度;
F2Z—超壓縮因子。
由公式(1)可以看出,在不考慮天然氣壓縮系數(shù)影響的前提下,溫度和壓力每變化1%會(huì)對(duì)天然氣的計(jì)量帶來(lái)1%的誤差。
1.1 環(huán)境溫度對(duì)計(jì)量?jī)x表的影響
外界的環(huán)境溫度除了會(huì)對(duì)天然氣的體積產(chǎn)生影響,而且還會(huì)影響到天然氣的計(jì)量裝置。由于流量傳感器的制作材料的膨脹性,使得溫度對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)性能產(chǎn)生一定的影響,因此在材料選擇時(shí)應(yīng)加以注意。通過(guò)相關(guān)資料分析,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)計(jì)量?jī)x表的穩(wěn)定性偏低時(shí),儀表計(jì)量會(huì)較低,而相較于正常溫度下,這種誤差會(huì)高出2.2倍,甚至是3倍多,因此,外界溫度的變化對(duì)于計(jì)量?jī)x表的計(jì)量性能有非常明顯的影響。而安裝于室外的儀表因溫度影響而產(chǎn)生的變化比室內(nèi)的影響還要明顯。尤其是我國(guó)的北方城市,不管是早晚溫差,還是季節(jié)性溫差都非常明顯。計(jì)量?jī)x表潤(rùn)滑油的化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響而造成潤(rùn)滑的效果下降、機(jī)械摩擦增加等;而以金屬材質(zhì)制成的計(jì)量?jī)x表所受到的外界溫度影響則更加明顯。有些燃?xì)夤荆瑸榱朔奖愎芾恚鴮x表安裝于室外,間接使得儀表受到溫度的影響,而降低了儀表的準(zhǔn)確性,從而降低燃?xì)夤镜慕?jīng)濟(jì)效益。
1.2 傳感器對(duì)計(jì)量?jī)x表的影響
由于智能氣體流量計(jì)在實(shí)際工作中采用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的累積流量值作為計(jì)量和貿(mào)易結(jié)算的依據(jù),因此,在實(shí)際的計(jì)量檢定過(guò)程中,通過(guò)將被測(cè)天然氣流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器或標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)串聯(lián)在一起,通過(guò)比較標(biāo)況下的流量值來(lái)進(jìn)行計(jì)量檢定。依據(jù)現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程,在實(shí)際檢定工作中,只是對(duì)流量傳感器進(jìn)行檢定,而忽視了對(duì)流量計(jì)量影響因素溫度、壓力傳感器的檢定。
在實(shí)際檢定工作中,通常出現(xiàn)流量計(jì)計(jì)量超差時(shí),若溫度、壓力示值與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試介質(zhì)溫度、壓力相差不易發(fā)覺時(shí),僅僅采取調(diào)節(jié)儀表系數(shù)的方式,確保流量計(jì)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上的吻合。但是由于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)環(huán)境與管道介質(zhì)溫度、壓力不同,脫離實(shí)驗(yàn)室環(huán)境將會(huì)帶來(lái)新的誤差,使得在線工作時(shí)的計(jì)量準(zhǔn)確性更是無(wú)法保證。實(shí)際上智能氣體流量計(jì)的計(jì)量偏差是流量傳感器及壓力、溫度傳感器補(bǔ)償?shù)裙餐饔迷斐傻模虼嗽趯?duì)流量傳感器的檢定的同時(shí)對(duì)壓力傳感器和溫度傳感器進(jìn)行檢定是十分必要的。
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