气体涡轮流量计的准确度分析

【摘要】：本文先就测量中的误差给定出概念，明确指出误差是不可避免的，但是我们可以通过改进方法进行比较然后提高准确度和精确度，然后对国内天然气计量的一些现状以及可以改进的地方做了一些分析，通过对现在主流气体涡轮流量计计量方式的准确程度进行对比和分析，。我国的市场经济体制不断完善以及加入WTO，天然气贸易量不断增加，天然气贸易计量方法应该与国际接轨，实行能量计量结算。逐步实现准确化、精确化。

【关键词】： 误差，准确度，测量分析

【 abstract 】 : in this paper the measurement of the error of first given out concept, explicitly pointed out that error is inevitable, but we can through the improvement method are then improve accuracy and precision, then on to domestic gas measurement of some of the current situation and can improve the place to do some analysis, through to the mainstream gas turbine flowmeter now the accuracy of the measurement methods are analyzed and contrasted. Our country's market economy system constantly perfect and accession to the WTO, natural gas trade volume increased, natural gas trade measurement method should be and the international community, the energy measurement and settlement. Gradually realize the accurate, precision.

【 key words 】 : error, accuracy, measurement analysis

中图分类号： TB937文献标识码：A文章编号：

1.基本概念

视距测量的误差来源：视距尺的分化误差；仪器常数不准确；竖直角误差的影响；视距丝的读数误差；视距尺倾斜的影响；大气折光的影响。

系统误差：在相同的测量条件下，对某一个观测量进行一系列的观测，如果出现误差在数值和符号上都相等，或者按照一定的规律变化，则称为“系统误差”。

偶然误差：在测量时，即使排除了产生系统误差的因素（实际上不可能也没有必要绝对排除），进行了精心的观测，仍然会存在一定的误差，这类由于偶然的或不确定的因素所造成的每一次测量值的无规则变化（涨落），叫做偶然误差，或随机误差。

极限误差：所谓极限误差是指国家有关技术标准、检定过程中对计量器具所规定的最大允许误差值。

仪表精度有精密度、正确度和准确度之分。精密度也叫重复性误差, 是表示测量结果随机误差大小的程度,。正确度是表示测量结果系统误差大小的程度。气体涡轮流量计是速度式流量测量仪表,气动涡轮的转速是随着流量增高而线性地增大。

因此,涡轮转速就是流量的量度,通过机械传动、磁电转换,形成与流量成正比的电脉冲信号。气体涡轮流量计具有量程宽、重复性好等优点。在很宽的流量范围内(量程比Qmax : Qmin 可达10:1至20:1)，管内流量与电脉冲信号之间呈线性关系,因此气体涡轮流量计是测量气体体积流量的理想仪表。但由于它为速度式仪表,管内气体流速分布不均和二次流的存在均影响其计量精度, 因此,流量计内部结构的设计、管路的设计、气体体积本身随压力、温度变化的性质、机械阻力以及气动阻力等各种因素都会对流量计的精度产生影响。只有最大限度地消除这些因素的不良影响,才能使气体涡轮流量计达到更高的计量精度。

2.国内天然气计量的简单分析与介绍

随着国际国内天然气工业的加速大力发展, 到2009年, 中国天然气产量已达760*108m3, 天然气长输管道总里程达到30 000 km, 初步形成天然气管网输气能力达600*108 m3, 用于交接计量的主要仪表为超声、涡轮、孔板、容积式流量计等; GB /T18603- 2001标准在规范我国天然气计量工作、天然气计量站的建设和改造等方面, 起到了非常重要的规范作用。

天然气计量站测量系统仪表配套指南

一般的气体涡轮流量计分机械式和电子式两种。前者由气体涡轮流量传感器和机械计数器组成。后者由气体涡轮流量传感器和流量积算仪两部分组成，但两者均不带压力温度补偿功能，只计量气体的工况体积流量。

而普通的气体涡轮流量计中带机械读数的精确度高：全量程一般为±1％～ ±2.0％，高精度型为±0.5％～ ±1.0％；属于高精确度的一种。 并且重复性好:一般可达0.05％～0.2％，由于其具有良好的重复性，通过经常校准或在线校准后可达到极高的精确度，因此在贸易结算中是优先选用的流量计之一。最重要的是可采用多种显示方式，可只带机械计数器或只配普通型流量积算仪，也可在机械计数器上增加温压补偿仪，或只带温压补偿仪，且可长期采用电池供电，使用方便。

最近几年来, 为保证天然气计量结果的准确性和可靠性, 参考相应的国际标准和国外标准, 制订或修订了一系列的天然气计量标准。随着我国天然气工业的发展, 我国天然气计量站的计量系统设置水平已相当高。但是, 由于现场工况条件的复杂性和计量管理人员技术水平的不同, 其计量在保证现场计量性能方面存在一定的差异。

3.国际主流计量方式

根据工作组对国际国内有关天然气计量系统的最新技术标准发展研究, 针对OIML TC8 /SC7: 2007气体燃料计量系统的特点和要求,从标准先进性和适用性出发修订天然气计量系统技术要求，主要考虑两个原则:

a. 采用国外最新标准成果, 尽可能做到与国际先进标准接轨;

b. 充分考虑天然气介质的特殊性及我国天然气计量长期实践的经验和做法, 考虑国家标准的连续性, 做到执行标准的循序渐进性。

在国际国内贸易计量中, 人们逐渐认识到单一对流量计进行研究、改进和标准化, 要提高流量计量的准确可靠是有限的。由于天然气计量的准确度与流量计量的各个环节密切相关, 因此必需从天然气计量系统的设计、建设、投产运行、验收、维护、校准及检定等一系列工作中系统地统筹考虑。

在我国天然气大发展的时期实施《天然气能量的测定》标准无疑有着深刻的意义。2008年，我国天然气产量已达760亿立方米，天然气运输管道总里程达到3万千米，初步形成的天然气管网每年输气能力达600亿立方米。同时，天然气在一次能源结构中的比重也在加大，在3%左右。如果该标准的制定和实施滞后，将不利于天然气行业发展，而科学合理的计量方式对我国天然气行业的大发展无疑起到积极的促进作用。

实现能量计量的关键是研究和规范天然气能量测定的方法在我国天然气计量工作者的努力下，国内天然气体积计量技术及其标准化已经接近国际水平。但是，我国天然气计量研究和量值传递的总体水平与先进国家相比还存在差距，天然气能量测定技术需在标准物质和溯源体系建立方面进一步完善。我国目前的天然气的计量方法主要是在规定下的质量指标下按照体积的大小计量。我国的市场经济体制不断完善以及加入WTO，天然气贸易量不断增加，天然气贸易计量方法应该与国际接轨，实行能量计量结算。逐步实现准确化、精确化。

4.结 论

流量计应采取最佳设计方案, 如涡轮叶片的重叠系数选为1― 1.1,叶片与内壁之间的间隙为0.5―1 mm。提高加工精度,合理选材,尽可能地减少机械摩擦及流体阻力对精度的影响。需根据管道流量的大小选择合适的口径,以保证流量计在其最佳流量范围内工作。需保证足够的前后直管段,如受管线的限制使直管段距离长度不够,则应在流量计前加装整流器, 尽可能的减少漩涡、二次流和断面流速不均等不利因素对流量计精度的影响。流量计所测得的体积流量值必须进行温度、压力及压缩系数修正。

参考资料：

[1] 国家技术监督局武汉培训中心组[J].计量技术与管理.北京:中国计量出版社, 1997.

[2] 苏彦勋.流量计量与测试[M].北京:中国计量出版社,2003.

[3]王志金,孙宏军. 天然气流量测量中高精度温压补偿方法的研究[J].自动化与仪表,2000,(5):7- 9.

[4]刘欣荣. 流量计[M].北京:水利电力出版社,2004.

作者简介：

张琳（1982－），女（汉族），天津市人，本科生，主要研究方向：燃气工程

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。