CN107421608A - 一种气体流量计的系统校准方法 - Google Patents

Abstract

一种气体流量计的系统校准方法，属于冶金、化工企业能源气体计量技术领域。利用企业现有的能源介质管网、储罐气容及相关计量设备资源，对在线气体流量计进行校准，修正流量计量的系统误差。涉及企业能源气体主管道、给管网供气二位阀、储罐气容、储罐气容标准压力表、输气减压阀组、被校准气体流量计温度补正表、被校准气体流量计压力补正表、被校准气体流量计一次差压表、被校准气体流量计二次流量累积器、用户截止阀等设备。该方法能有效克服节流装置设计、安装环节的误差，对能源气体在线计量的系统误差进行量化并修正，确保计量数据准确可靠。

Description

一种气体流量计的系统校准方法

技术领域

本发明属于冶金、化工企业能源气体计量技术领域。利用企业现有的能源介质管网、储罐气容及相关计量设备资源，对在线气体流量计进行校准，修正流量计量的系统误差，可广泛应用于冶金、化工企业的能源气体计量表的校准。

背景技术

能源气体流量计量检测系统，通常由节流装置、一次差压表、温度补正表、压力补正表、二次流量累积器构成。由于节流装置设计误差、安装误差以及一次差压表、温度补正表、压力补正表、二次流量累积器各环节计量误差的影响，气体流量计量的系统误差长期困扰着冶金、化工企业能源计量管理工作，使得能源发生量和使用量无法平衡，必须依赖人工参与平衡管理。为了提高计量的准确性，企业每年对一次差压表、二次流量累积器，温度补正表、压力补正表进行检定，但只能保证仪表的准确度，对整套气体流量计量的系统误差无法修正。这一问题直接影响到企业的成本核算和经济效益。

需要补充说明的是：在线气体流量计采用的标准节流装置是由企业向仪表厂家申购的。企业提供工艺参数，如被测介质、工作常用压力、最高压力、工作常用温度、最高温度、管道内径、常用流量、最大流量、最小流量等。仪表厂家根据以上数据计算选型，最终确定标准节流装置的类别和型号。受企业提供工艺参数准确度以及安装环境如直管段长度、管道内壁的光滑度等因素的影响；同时因设计、运输、安装各环节产生的误差，整个系统的检测精度无法保证。因此找到适宜企业能源气体流量计量的系统校准方法，对生产经营具有重要的现实意义。

发明内容

本发明专利的目的在于，使用企业现有的能源介质管网、储罐气容及相关计量设备资源，增加一块高精度标准压力表，依据气体理想方程计算出某时段能源管网气体的输出气量作为标准流量，通过控制管网气体的流动过程并记录与计算，对在线气体流量计进行校准，修正在线气体流量计的系统误差。

本发明涉及企业能源气体主管道、给管网供气二位阀、储罐气容、储罐气容就地压力表、输气减压阀组、被校准气体流量计温度补正表、被校准气体流量计压力补正表、被校准气体流量计一次差压表、被校准气体流量计二次流量累积器、用户截止阀等设备。可校准用以能源计量的在线气体流量计，并在该套气体流量计相应的一次差压表、二次流量累积器及温度压力补正表检定回装后进行。校准时，将储罐气容就地压力表，替换为高精度标准压力表。其特征在于：将储罐气容和减压阀前的管网气容总的容积量，称为总气容量，把计算得出的某时段总气容量的输出气量作为该时段供气流量的标准流量值。进而与被校二次流量累积器在该时段累积量的增加值为测量值。计算得出整套流量计量系统的绝对误差。如果超差，通过调整累积器流量系数进行适当修正。

其另一特征在于，计算得出的某时段总气容量的输出气量的标准流量值，是通过气罐输气前后两个时刻总气容量的绝对压力差计算得出，即

△Q＝Q2-Q1＝K(P2-P1)V，其中Q是总气容量标准状态下的储气量，P是气罐的绝对压力，K是计算系数，V为企业特定能源气体管网的总气容量，式中：Q2是输气前总气容量内换算为标准状态下的储气量；Q1是输气后总气容量内换算为标准状态下的储气量；△Q是输气前后总气容量内换算为标准状态下的储气变化量；P2是输气前标准压力表读数值；P1是输气后标准压力表读数值。

一种气体流量计的系统校准方法，其步骤如下：

步骤一、将储罐气容就地压力表，替换为高精度标准压力表。

步骤二、对气罐和管网进行充气，当高精度标准压力表显示气罐压力P上升到最高工作压力Pmax时，将给管网供气二位阀关闭；同时记录气罐压力值Pmax和被校准气体流量累积器的此时累计值Q_测1。

步骤三、总气容量的存储气体开始向用户供气，当气罐压力下降至用户常用压力Pnorm时，同时记录气罐压力值和被校准气体流量累积器的此时累计值Q_测2，并立即打开给管网供气二位阀，恢复正常供气。

步骤四、计算出气罐和管网系统总气容量，气罐压力由Pmax降至Pnorm时段输出气量换算为标准状态的流量值为标准流量值△Q＝Q2-Q1＝K(P2-P1)V；

其中Q是总气容量标准状态下的储气量，P是气罐的绝对压力，K是计算系数，V为企业特定能源气体管网的总气容量，式中：Q2是输气前总气容量内换算为标准状态下的储气量；Q1是输气后总气容量内换算为标准状态下的储气量；△Q是输气前后总气容量内换算为标准状态下的储气变化量；P2是输气前标准压力表读数值；P1是输气后标准压力表读数值。

步骤五、计算气罐压力由Pmax降至Pnorm时，被校二次流量累积器在该时段累积量的增加值为测量值△Q_测，其中△Q_测＝Q_测1-Q_测2。

步骤六、计算被校准气体流量计误差。

绝对误差＝△Q_测-△Q；

相对误差＝绝对误差/标准流量值；

步骤七、依据相对误差，修正累积器流量系数。

该方法能有效克服节流装置设计、安装环节的误差，对能源气体在线计量的系统误差进行量化并修正，确保计量数据准确可靠，对企业能源计量管理有重要意义，具有良好推广使用价值。

附图说明

图1为某能源气体管网示意图，1主管道，2给管网供气二位阀，3储罐气容，4储罐气容标准压力表，5输气减压阀组，6被校准气体流量计温度补正表，7被校准气体流量计压力补正表，8被校准气体流量计一次差压表，9被校准气体流量计二次流量累积器，10给用户供气二位阀。

具体实施实例

以本公司氢气流量使用量气体流量计为例，陈述具体实施方式，具体标定步骤如下：

1、选择0.05级数字式高精度标准压力表，替换原储罐气容压力表。

2、对气罐和管网进行充气，当气罐压力P上升到最高工作压力Pmax时，将给管网供气二位阀关闭；同时记录气罐压力值Pmax和被校准气体流量累积器的此时量值。本实施案例气罐压力值Pmax＝1.5MPa，被校准气体流量累积器的测量值Q1测＝15536.6Nm³。

3、总气容量的存储气体开始向用户供气，当气罐压力下降至用户常用压力Pnorm时，同时记录气罐压力值和被校准气体流量累积器的此时量值，并立即打开给管网供气二位阀，恢复正常供气。该实施案例Pnorm＝0.3MPa，被校准气体流量累积器的测量值Q2测＝18031.7Nm³。

4、计算气罐压力由Pmax降至Pnorm时段输出气量的标准流量值。该案例氢气管网中，球罐容积为187.4m³，网管主管道内径65毫米、管道长1300千米，由此计算得出容积为4.3m³。因此总气容量为191.7m³。

该时段总气容量的输出气量的标准流量值为：

△Q＝Q2-Q1＝K(P2-P1)V＝9.80665*(1.5-0.3)*191.7＝2255.9(Nm³)

5、计算气罐压力由Pmax降至Pnorm时段输出气量的测量值为△Q_测。

△Q_测＝Q2_测-Q1_测＝18031.7-15536.6＝2495.1(Nm³)

6、计算被校准气体流量计在常用供气压力点的系统误差。

绝对误差＝2495.1-2255.9＝239.2(Nm³)

相对误差＝绝对误差/标准值＝239.2/2255.9＝10.6％

7、修正累积器流量系数。用-10.6％进行修正在线气体流量计的系统误差。

Claims (1)

1.一种气体流量计的系统校准方法，其特征在于：

步骤一、将储罐气容就地压力表，替换为高精度标准压力表；

步骤二、对气罐和管网进行充气，当高精度标准压力表显示气罐压力上升到最高工作压力时，将给管网供气二位阀关闭；同时记录气罐压力值和被校准气体流量累积器的此时累计值Q_测1；

步骤三、总气容量的存储气体开始向用户供气，当气罐压力下降至用户常用压力时，同时记录气罐压力值和被校准气体流量累积器的此时累计值Q_测2，并立即打开给管网供气二位阀，恢复正常供气；

步骤四、计算出气罐和管网系统总气容量，气罐压力由最高工作压力降至用户常用压力时段输出气量换算为标准状态的流量值为标准流量值△Q＝Q2-Q1＝K(P2-P1)V；

其中K是计算系数，V为企业特定能源气体管网的总气容量，Q2是输气前总气容量内换算为标准状态下的储气量；Q1是输气后总气容量内换算为标准状态下的储气量；△Q是输气前后总气容量内换算为标准状态下的储气变化量；P2是输气前标准压力表读数值；P1是输气后标准压力表读数值；

步骤五、计算气罐压力由最高工作压力降至用户常用压力时，被校二次流量累积器在该时段累积量的增加值为测量值△Q_测，其中△Q_测＝Q_测1-Q_测2；

步骤六、计算被校准气体流量计误差；

绝对误差＝△Q_测-△Q；

相对误差＝绝对误差/标准流量值；

步骤七、依据相对误差，修正累积器流量系数。