為了了解表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓對(duì)旋進(jìn)漩渦流量計(jì)檢定結(jié)果的影響，比較了不同口徑、不同生產(chǎn)廠家的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差，分析了不同流量點(diǎn)下的誤差關(guān)系。結(jié)果表明：①旋進(jìn)旋渦流量計(jì)型號(hào)一定的情況下，用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較好，用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較差；②流量測(cè)點(diǎn)相同的情況下，表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小，管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大；③兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大，在流量為2900m3/h 時(shí)兩者相差近6.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)，因此，在旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的檢定過(guò)程中，應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。同時(shí)還提出了避免旋進(jìn)漩渦流量計(jì)取壓孔堵塞的改進(jìn)措施：改進(jìn)流量計(jì)結(jié)構(gòu)、安裝過(guò)濾裝置、涂抹潤(rùn)滑油和設(shè)置取壓無(wú)效報(bào)警。                                                   

  隨著我國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)作為一種高精度的氣體流量計(jì)量?jī)x表，被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于天然氣計(jì)量。在旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的使用過(guò)程中，為了保證其計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性，必須按照檢定規(guī)程對(duì)其進(jìn)行檢定（檢定周期一般為2年），檢定時(shí)要從表體取壓孔取壓進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。但在實(shí)際生產(chǎn)計(jì)量中往往由于所計(jì)量的天然氣成分不純，通常會(huì)夾雜一些雜質(zhì)（如油污、沙礫等），容易造成流量計(jì)取壓孔的堵塞和腐蝕，致使檢定過(guò)程中取壓工作無(wú)法正常進(jìn)行，因此，有的檢定員就直接從管道取壓孔取壓或不取壓，這到底對(duì)流量計(jì)的檢定結(jié)果有沒(méi)有影響？筆者利用試驗(yàn)的方法，比較了在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定了流量計(jì)在兩種取壓方式下的計(jì)量誤差，為旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的檢定工作提供了參考。

1 流量計(jì)工作原理及數(shù)據(jù)處理

1.1 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的工作原理

圖1為旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)流體通過(guò)由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后，流體被迫繞著發(fā)生器劇烈旋轉(zhuǎn)，形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比，不受流體的物理性質(zhì)及密度的影響。檢測(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率，通過(guò)計(jì)算就可得到流量值，且所測(cè)流量值能在較寬的范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為：

式中qv為體積流量，m3/s；f為旋渦頻率，HZ；K為流量?jī)x表系數(shù)，m-3。

圖1 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖

注：υ為流體進(jìn)入流量計(jì)前的速度，m/s；υA為流體經(jīng)過(guò)旋渦發(fā)生器后的速度，m/s

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)檢定過(guò)程中使用的取壓孔在表體的下部或側(cè)部。為了弄清楚取壓方式對(duì)流量計(jì)檢定準(zhǔn)確度的影響，分別在流量計(jì)表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓方式下進(jìn)行了流量計(jì)檢定試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)裝置為負(fù)壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其準(zhǔn)確度等級(jí)為0.3級(jí)，可以滿足一般準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)的天然氣流量計(jì)的檢定要求，檢定依據(jù)為JJG198-1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。試驗(yàn)以不同廠家、不同口徑的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)為例，對(duì)采用表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓方式下不同流量點(diǎn)的流量計(jì)誤差進(jìn)行比較。

以使用廣泛的LUYBⅡ31-DN100B旋進(jìn)旋渦流量計(jì)為例，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為60ｓ，標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為28.9℃，空間平均濕度為30％，流量計(jì)的平均溫度為28.3℃，在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1、2所示。

表1 LUYBⅡ31-DN100B旋進(jìn)旋渦流量計(jì)表體取壓孔取壓的檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表2　LUYBⅡ31-DN100B旋進(jìn)旋渦流量計(jì)流量計(jì)管道取壓孔取壓的檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

由表1、2得到LUYBⅡ31-DN100B旋進(jìn)旋渦流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線如圖2所示。

以某公司生產(chǎn)的TDS200BT旋進(jìn)旋渦流量計(jì)為例，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為60ｓ，標(biāo)準(zhǔn)裝置的滯止平均溫度為29.7℃，空間平均濕度為42％，流量計(jì)的平均溫度為29.3℃，在表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓的流量計(jì)檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表3、4所示。兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線如圖3所示。

圖2 LUYBⅡ31-DN100B旋進(jìn)旋渦流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線圖

表3 TDS200BT旋進(jìn)旋渦流量計(jì)表體取壓孔取壓的檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表4 TDS200BT旋進(jìn)旋渦流量計(jì)流量計(jì)管道取壓孔取壓的檢定試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

圖3 TDS200BT旋進(jìn)旋渦流量計(jì)在兩種取壓方式下的流量計(jì)相對(duì)誤差曲線圖

表1～4中的儀表系數(shù)計(jì)算方法參見JJG198-1994速度式流量計(jì)檢定規(guī)程。流量計(jì)相對(duì)誤差的計(jì)算公式為：

式中E為流量計(jì)相對(duì)誤差，％；Ki為檢定過(guò)程中計(jì)算得出的儀表系數(shù)，m-3；Ko為原始狀態(tài)的儀表系數(shù)，m-3。

2 取壓方式的影響分析

從以上數(shù)據(jù)表和曲線圖中可以看出：旋進(jìn)旋渦流量計(jì)型號(hào)一定的情況下，用表體取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較好，用管道取壓孔取壓方式檢定流量計(jì)時(shí)流量計(jì)的線性度較差；流量測(cè)點(diǎn)相同的情況下，表體取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較小，管道取壓孔取壓檢定方式的流量計(jì)誤差較大；兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大而逐漸增大，在流量為2900m3/h時(shí)兩者相差近6.2％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。所以，在旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的檢定過(guò)程中，應(yīng)避免在流量計(jì)表體取壓孔以外的地方取壓進(jìn)行檢定。

3 流量計(jì)使用改進(jìn)措施

綜上所述，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)在檢定過(guò)程中，管道取壓孔取壓方式對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響較大。為了保證旋進(jìn)旋渦流量計(jì)檢定工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和公正性，避免由于流量計(jì)表體取壓孔堵塞而導(dǎo)致檢定員在管道取壓孔取壓對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢定，提出以下改進(jìn)措施。

1）建議旋進(jìn)漩渦流量計(jì)生產(chǎn)廠家在不影響流量計(jì)性能的前提下，適當(dāng)改進(jìn)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，比如可以提高取壓孔的位置，避免其被雜物堵塞。

2）用戶在使用現(xiàn)場(chǎng)可在旋進(jìn)旋渦流量計(jì)前端安裝過(guò)濾裝置，將雜物濾除掉。

3）旋進(jìn)旋渦流量計(jì)出廠時(shí)將取壓孔外部螺絲涂抹潤(rùn)滑油，同時(shí)將取壓孔內(nèi)部用橡皮塞堵上，防止雜物堵塞和取壓孔生銹。

4）旋進(jìn)旋渦流量計(jì)檢定過(guò)程中，如果點(diǎn)流量變化較大，而流量計(jì)壓力變化不明顯時(shí)，檢定系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置取壓無(wú)效報(bào)警，以提示檢定人員采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。