摘要：天然氣計(jì)量通常依據(jù)電磁流量計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。電磁流量計(jì)算機(jī)通過采集現(xiàn)場溫度、壓力、氣體組分等進(jìn)行工況體積量與標(biāo)況體積量之間的換算。通過分析工況標(biāo)況流量轉(zhuǎn)換公式，將電磁流量計(jì)算機(jī)校準(zhǔn)問題歸納分類。總結(jié)校準(zhǔn)過程常見的問題，分析后找出問題的產(chǎn)生原因并提出了解決方法，確保電磁流量計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確度和正常運(yùn)行。在石化工業(yè)上，提高電磁流量計(jì)算機(jī)的準(zhǔn)確度可以提高物料配比準(zhǔn)確性，保證產(chǎn)品質(zhì)量和純度，節(jié)約原料減少廢料，降低污染物排放，降低因不精確測量導(dǎo)致多送物料的輸送能耗，實(shí)現(xiàn)物料平衡和能量平衡的目的。

 

在天然氣計(jì)量通常依據(jù)標(biāo)況體積流量。電磁流量計(jì)算機(jī)采集電磁流量計(jì)數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度壓力等參數(shù)，按照數(shù)學(xué)模型對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并分析處理，計(jì)算出相應(yīng)的標(biāo)況流量數(shù)據(jù)。必須對其進(jìn)行校準(zhǔn)，才能保證天然氣的計(jì)量準(zhǔn)確。自 2005 年 JJG 1003—2005 《流量積算儀檢定規(guī)程》 施行以來，電磁流量計(jì)算機(jī)在使用方面研究較多，在檢定或校準(zhǔn)方面 [3-5] 的論文較少。筆者對校準(zhǔn)過程中導(dǎo)致流量示值誤差偏大和校準(zhǔn)完成后導(dǎo)致電磁流量計(jì)算機(jī)不能正常運(yùn)行兩方面因素進(jìn)行總結(jié)分析，并提出了解決方法。

 

1 校準(zhǔn)過程中導(dǎo)致流量示值誤差偏大因素天然氣工況流量轉(zhuǎn)化為標(biāo)況流量，依據(jù)下列公式：

 

式中： Q n — —標(biāo)準(zhǔn)參考條件下氣體體積流量，Nm3 /h；

Q m — —工況條件下氣體體積流量，m3 /h；

P m — —工況條件下氣體壓力，kPa；

P n — —標(biāo)準(zhǔn)參考條件下氣體壓力，101.325kPa；

T n — —標(biāo)準(zhǔn)參考條件下氣體溫度，20 ℃；

T m — —工況條件下氣體溫度，℃；

Z n — —標(biāo)準(zhǔn)參考條件下氣體壓縮系數(shù)；

Z m — —工作條件下氣體壓縮系數(shù)；

V — —工況條件下氣體流速，m/s；

d — —工況條件下傳感器內(nèi)徑，m。

 

如果流量校準(zhǔn)示值誤差較大，那么誤差產(chǎn)生的因素就一定在 P n 和 T n 、 P m 和 T m 、 Z n 和 Z m 、 Q m或 V 這四組量之間。

1） 流量核算 Q n 示值誤差0.300%～0.350%（表1）。

 

原因分析：組態(tài) P n 誤設(shè)為 101 kPa。電磁流量計(jì)算機(jī)中設(shè)置的 P n 和 T n 均參與計(jì)算，不能隨意舍入。

解決方法：將標(biāo)況壓力改為 101.325 kPa。

2） 電磁流量計(jì)算機(jī)顯示壓縮因子計(jì)算錯(cuò)誤，內(nèi)容為 Z n error，流量校準(zhǔn)誤差較大。

原因分析：氣體組分有錯(cuò)誤，如組分之和偏離100%太大或輸入了一個(gè)負(fù)的氣體組分，導(dǎo)致 Z n 和Z m 計(jì)算錯(cuò)誤。

解決方法：在軟件內(nèi)查看氣體組分，是否有誤輸入。

3） 電磁流量計(jì)算機(jī)計(jì)算出的 Z n 和 Z m 值與國家站軟件計(jì)算值偏差較大。檢查中發(fā)現(xiàn)將氣體組分設(shè)置為選用 keypad 值時(shí)，實(shí)際使用值 select 值與 keypad值不一致。

原因分析：廠家組態(tài)誤操作造成物理地址不對應(yīng)。keypad值實(shí)際尋址為 Downlord值。

解決方法：使用 select值進(jìn)行校準(zhǔn)。

4） 電磁流量計(jì)算機(jī)計(jì)算出的 Z n 和 Z m 值與國家站軟件計(jì)算值偏差較大。檢查中發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)算機(jī)算出的密度值與國家站軟件計(jì)算值差別很大。

原 因 分 析 ： 流 量 計(jì) 算 機(jī) 組 態(tài) 中 STANDARDDENSITY Mode Status 應(yīng) 設(shè) 置 為 compress （壓 縮法），受檢單位誤設(shè)置為 CV （熱值法）。

解決方法：改回 compress（壓縮法）。

5） S600計(jì)算出的 Q m 值與國家站軟件計(jì)算值有偏差。如表 2、表 3 所示，同一臺電磁流量計(jì)算機(jī)采用不同的溫度校準(zhǔn)，示值誤差相差了 4倍。

 

原因分析：S600 計(jì)算出的 Q m 值采用修正公式計(jì)算，加入了溫度壓力修正系數(shù)，屬于 Q m 與 V 換算問題。

 

在 S600 電磁流量計(jì)算機(jī)中，工況體積流量的計(jì)算公式為：

 

式中： Q m — —溫度、壓力修正后的工況流量，m3 /h；

V — —天然氣流速，m/s；

d — —超聲電磁流量計(jì)表體內(nèi)徑，m；

C P — —壓力對工況流量的修正系數(shù)，由公

式 （3） 計(jì)算所得；

C T — —溫度對工況流量的修正系數(shù)，由公

式 （5） 計(jì)算所得；

M F — —校準(zhǔn)系數(shù)；

C F — —管道流體流速分布系數(shù)。

 

式中： S — —超聲電磁流量計(jì)表體材質(zhì)壓力膨脹修正系數(shù)，由公式 （4） 計(jì)算所得；

P L — —壓力，kPa；

P CAL — —標(biāo)定內(nèi)徑時(shí)的壓力，通常為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓。