一、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的應(yīng)用情況

    像幾年前的多聲道超聲技術(shù)一樣，科里奧利技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于天然氣工業(yè)。目前，在范圍內(nèi)約有上萬(wàn)臺(tái)用于車(chē)用壓縮天然氣（CNG）的計(jì)量。科氏流量計(jì)在天然氣管道工業(yè)計(jì)量中的應(yīng)用主要集中在澳大利亞和印度這兩個(gè)國(guó)家。在我國(guó)，科氏流量計(jì)也大多用于CNG計(jì)量，全國(guó)總使用量已有上千臺(tái)。

    一般來(lái)說(shuō)，科氏流量計(jì)有著廣泛的應(yīng)用范圍，作為工作計(jì)量器具使用，其應(yīng)用范圍可以包括井口計(jì)量和氣體分離器計(jì)量、渦輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)庥?jì)量，以及中、高壓分輸計(jì)量。

    二、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量性能影響因素及分析

    1. 實(shí)驗(yàn)研究目的

    研究不同的典型阻流件條件下，不同流態(tài)對(duì)科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響，考察流量計(jì)的性能是否能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6659-2006《用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》及JJG897-1995《質(zhì)量式流量計(jì)》檢定規(guī)程的相關(guān)要求；了解科氏流量計(jì)計(jì)量性能影響因素，為科氏流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中的使用提供建議。

    2. 實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)介

    2007年12月，國(guó)家原油大流量計(jì)量站成都天然氣流量分站用不確定度為0.25%的組合臨界流文丘里噴嘴作為參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)1臺(tái)DN50的彎管型科氏流量計(jì)進(jìn)行了5種不同安裝條件下（如表1所示）的天然氣實(shí)流實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)試參照J(rèn)JG897-1995進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)壓力、流量點(diǎn)分布等如表2所示。由于目前我國(guó)天然氣流量計(jì)量交接多采用體積量交接，因此，將流量計(jì)輸出設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“標(biāo)況”）的體積流量。實(shí)驗(yàn)時(shí)，人工將標(biāo)況密度輸入科氏流量計(jì)的變送單元中，流量計(jì)就可輸出標(biāo)況體積流量。

    3. 標(biāo)準(zhǔn)參比條件下體積流量計(jì)量影響因素分析和結(jié)論

    根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的目的，本次主要針對(duì)天然氣組分的變化和不同安裝條件對(duì)科氏流量計(jì)的計(jì)量性能影響因素進(jìn)行了分析。

    （1）天然氣組分變化對(duì)科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響根據(jù)GB/T18603-2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》的要求，對(duì)于輸氣量小于5×10⁴m³/h的天然氣流量計(jì)量站未推薦采用在線(xiàn)組分分析儀，而對(duì)于用作標(biāo)況體積流量交接的科氏流量計(jì)，其輸出直接與天然氣的組分相關(guān)，因此，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)期間的天然氣組分變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。由于實(shí)驗(yàn)中使用的色譜儀的不確定度為0.1%，因此，僅對(duì)天然氣標(biāo)況密度變化大于0.5%的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正，并對(duì)采用固定組分和組分修正后的流量計(jì)的相對(duì)示值誤差進(jìn)行了比較分析，得到的相對(duì)示值誤差曲線(xiàn)對(duì)比如圖1‾圖3所示。

    組分影響的實(shí)驗(yàn)研究說(shuō)明，用科氏流量計(jì)測(cè)量標(biāo)況體積流量時(shí)，當(dāng)不使用天然氣組分在線(xiàn)分析時(shí)，天然氣標(biāo)況密度變化達(dá)到0.23%時(shí)，流量計(jì)相對(duì)示值誤差的變化為0.1%，這是由于參比質(zhì)量流量也在同時(shí)發(fā)生變化的原因。

    天然氣組分的變化同時(shí)也會(huì)引起質(zhì)量流量的變化，因此，科氏流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的變化并不一定與天然氣標(biāo)況密度的變化成正比。

    根據(jù)本實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，天然氣組分變化對(duì)科氏流量計(jì)的重復(fù)性可以忽略，對(duì)峰間誤差的影響為0.1%。

    雖然在本實(shí)驗(yàn)研究中，天然氣組分的變化沒(méi)有造成科氏流量計(jì)標(biāo)況體積流量計(jì)量相對(duì)示值誤差超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍（如表3所示），但是，為進(jìn)一步確?？剖狭髁坑?jì)測(cè)量標(biāo)況體積流量的準(zhǔn)確度，對(duì)于用于天然氣體積量貿(mào)易交接的科氏流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)，宜設(shè)置天然氣組分在線(xiàn)分析儀。

    （2）安裝條件對(duì)科氏流量計(jì)計(jì)量性能的影響

    在表1所列的5種不同安裝條件下，我們對(duì)科氏流量計(jì)進(jìn)行了測(cè)試，其相對(duì)示值誤差對(duì)比曲線(xiàn)如圖4所示。

    安裝條件影響實(shí)驗(yàn)研究說(shuō)明，在大小頭加10D直管段的安裝條件下，科氏流量計(jì)正反向安裝的相對(duì)示值誤差曲線(xiàn)的趨勢(shì)基本一致，且差異在0.1%范圍內(nèi)。

    在沒(méi)有震動(dòng)和脈動(dòng)流存在的情況下，5種安裝條件中，科氏流量計(jì)相對(duì)示值誤差均符合表3中的計(jì)量性能要求，其差異為0.5%～0.65%。

    三、結(jié)論及建議

    1. 在氣體流量測(cè)量中，科氏流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量有著明顯的優(yōu)勢(shì)，雖然通過(guò)標(biāo)況密度就可以很容易地將質(zhì)量轉(zhuǎn)換成標(biāo)況體積流量，不需要壓力或溫度補(bǔ)償，但是使用時(shí)，仍應(yīng)關(guān)注天然氣組分變化對(duì)科氏流量計(jì)標(biāo)況體積流量測(cè)量的影響。在重要的計(jì)量場(chǎng)所，建議增加天然氣組分在線(xiàn)分析儀，以降低計(jì)量系統(tǒng)的整體測(cè)量不確定度。

    2. 一般認(rèn)為科氏流量計(jì)對(duì)流態(tài)的影響不敏感，本次實(shí)驗(yàn)也說(shuō)明該科氏流量計(jì)能夠適應(yīng)的安裝條件較為廣泛，但是這一點(diǎn)的廣泛適應(yīng)性還有待進(jìn)一步研究。

    3. 本次實(shí)驗(yàn)說(shuō)明該科氏流量計(jì)能夠進(jìn)行兩個(gè)流動(dòng)方向的測(cè)量，測(cè)量準(zhǔn)確度均在可以接受的范圍內(nèi)。