1、温度对检定结果的影响

天然气流量计离线检定过程中,检定室的环境温度及滞止容器的温度有时候无法保证,比如由于天热或天冷,有的检定员会将检定室房门关上,并开启空调,造成检定介质的流通不通畅;还有的检定室滞止容器安装位置距离窗户较近,阳光可以直射容器,在窗户上没有任何遮阳措施的情况下,滞止容器的温度明显高于正常条件下的滞止容器温度。通过对气体流量计在不同条件下进行试验分析,并选取了具有代表性的旋进旋涡流量计某次检定数据(大气压力为101181kPa,环境温度为13.00℃,滞止容器平均温度为15.33℃)如表1所示。
在检定室环境条件不变的情况下,由于阳光直射滞止容器,致使其温度偏离正常值,此时的检定数据如表2所示(大气压力为101187kPa,环境温度为13.00℃,滞止容器平均温度为19.30℃)。

在检定室环境温度改变的情况下,对同一台流量计进行检定,检定数据如表3所示(大气压力为101124kPa,环境温度为20.00℃)。
由表1、表2可见,由于外界因素影响致使滞止容器的温度偏离正常值,造成天然气流量计在检定时的流量系数误差,对应的流量系数变化曲线图如图1所示。

由表1、表3得出环境温度分别为13.00℃和20.00℃两种情况下的误差曲线如图2所示。

由图1、图2可以看出,在滞止容器温度由15.33℃增加到19.30℃时(增大约2519%),流量点的误差变化约为0.01%,以油田常用1.5级天然气流量计为例,由于滞止温度的变化对误差造成的影响可以忽略;当环境温度由13.00℃增加到20.00℃时(增加约50%),此时,被检流量点的误差变化约为2812%。因此,在流量计检定过程中,为了保证检定结果的准确、可靠,尽可能采取措施保持滞止容器温度的不变及与检定室气源的恒定。
2、湿度对检定结果的影响
对于音速喷嘴负压法气体流量计检定装置,检定时的介质是未经过干燥的湿空气,而计算流量时使用的参数却是干空气的参数(空气中相对湿度的变化对压缩系数和流出系数的影响较小,主要体现在对临界流函数和密度的影响)。因此,需要对计算流量进行修正,经湿度修正的气体质量流量qcm为:

式中:φ—空气的相对湿度;
P—当地大气压;
PH—空气中水蒸气的饱和蒸汽压。
经湿度修正的气体在流量计处得密度Qcm为:

经湿度修正的气体在流量计处的体积流量qcv为:

由于环境条件的影响,不同时间段对天然气流量计进行检定,其环境湿度是不一样的。我们以天然气流量计为例,针对某量点,在不同湿度、不同温度下分别进行试验,通过检定,得出的试验数据如表4~表6所示。

由表4~表6可以看出,被检流量计在相同滞止压力、相同滞止温度、不同环境湿度下检定得出的仪表系数是不同的,总体趋势是仪表系数随着湿度的增大而增大。其中,滞止温度为13.60℃时,50%湿度与10%湿度下的仪表系数相差近0.12%;滞止温度为20.00℃时,不同湿度下的仪表系数相差近0.27%;滞止温度为25.00℃时,不同湿度下的仪表系数相差近0.36%。
由此可见,随着滞止温度的升高,环境湿度对仪表系数的影响越来越大。因此,在流量计检定过程中,尽可能保持检定间湿度的稳定,以便保证检定数据的科学准确性。