摘　要 探讨不同计量场合使用不同种类与原理的流量计，并分析了每种流量计的优点以及适用的场 合。另外也探讨了天然气高压检定与空气低压标定，对于不同流量计准确度的影响，并举实例进行分析。

0　引言

天然气是一种洁净的能源和化工原料，在世界能源结构中所占比例不断上升。世界各国使用天然气的数量也在不断增加，以中国为例，2018 年天然气表观消费量 2 803 亿立方米 [1]。如若天然气计量的误差为 1%，则每年由计量误差造成的损失 28.03 亿立方米，可见经济损失巨大。

1　高压对天然气计量用流量计准确度的影响

在天然气计量行业中，由于需要长距离的传输，天然气的压力需要增加到很高的压力值（例如10 MPa），从气井输出到终端燃气用户点（2 kPa），进行逐级降压。不同流量计，由于不同的结构设计，流体雷诺数的差异，在不同压力及不同介质下，同一台流量计会有不同的准确度曲线。对于国内的流量计生产厂家，在出厂标定时，都使用低压空气标定，来确定流量计的计量准确度。而在国外，虽然大部分流量计生产厂家（例如气体涡轮流量计）有高压空气环道检定装置，但运行费用高昂，只在特殊要求下，才进行高压空气出厂标定。

在国内，高压气体超声流量计在使用前，需送国家第三方实流检定站（如中石油的四川华阳检定站、中石油大庆检定站、中石油南京高压检定站等）进行高压天然气检定，再安装到现场使用。

而对于其他种类的流量计，特别是城市燃气公司使用的流量计，都只是依据厂家的低压空气出厂标定，以及送第三方低压空气检定后（国内第三方低压空气检定，普遍使用音速喷嘴负压法），安装到现场使用。但实际使用的天然气计量站，天然气的压力都会不同，实际计量的结果与流量计低压空气标定的数据是否有差异，这是本文探讨的主题。

由于燃气皮膜表使用于极低的压力，气体腰轮流量计一般也都在较低的压力下工作，而高压气体超声流量计在使用前送第三方实流检定站检定时，会根据实流数据调整高压气体超声流量计的内部误差曲线，所以本文主要探讨气体涡轮流量计和中低压的气体超声流量计，在不同压力下的计量误差的变化。这两类产品，更多地用于在一定压力下计量的工商业用户，他们是燃气销售公司的重点客户群，对于燃气销售公司的供销差有直接的影响。

2　气体涡轮流量计在高压下的计量误差变化

对于气体涡轮流量计，工商业用户中使用的是非常普遍的一种流量计。举例分析几台气体涡轮流量计，在德国物理技术研究院（PTB）以及荷兰国家计量院（NMI）高压天然气检定中心的数据，与流量计工厂低压空气标定的数据对比。

1）图 1 是一台某品牌气体涡轮流量计 DN300 G4000 ANSI150 在荷兰 NMI 高压天然气检定，检定压力为 2.0 MPa。

2）图 2 是一台某品牌的气体涡轮流量计 DN100 G250 SN143706 ANSI150 在德国 PTB 高压天然气检定，检定压力为 2.1 MPa。

3）图 3 是一台某品牌的气体涡轮流量计 DN150 G1000 SN097571 ANSI300 在德国 PTB 高压天然气检定，检定压力为 2.1 MPa。

4）图 4 是一台某品牌的气体涡轮流量计 DN250 G1600 SN100405 ANSI600 在德国 PTB 高压天然气检定，检定压力为 5.06 MPa。

5）对于气体涡轮流量计，在高压下的计量准确度影响，总的来说有以下几个特点：

（1）根据气体涡轮流量计不同尺寸及 G 值（流量范围），有些高压检定误差曲线高于低压标定误差曲线，而有些却低于低压标定误差曲线。

（2）总体上，随着检定压力的升高，检定误差的曲线变化趋大，而相应的，如果检定压力减小，检定出来的误差曲线越接近负压检定误差曲线。

（3）检定压力对于误差的变化，源于单个流量计随机性较大。主要原因是在高压下，对于单个流量计机械加工的差异性，会放大流体状态对于准确度的影响。

3　中低压的气体超声流量计在中压下的计量误差变化

国内天然气实流检定站有很多个，但大部分是高压天然气检定，非常低运行压力在 1.0 MPa 甚至4.0 MPa 以上，并不适合检定中低压的气体超声流量计，而在中石油实流检定重庆站，检定压力为0.3 ～ 0.7 MPa，可检定中低压的气体超声流量计。

1）图 5 是一台某品牌的气体超声流量计 RS DN50 SN18520014 PN16 在重庆天然气计量站高压实流检定，检定压力为 0.4 MPa。

2） 图 6 是 一 台 某 品 牌 的 气 体 超 声 流 量 计 TS DN50 SN18500013 PN16 在重庆天然气计量站高压实流检定，检定压力为 0.5 ～ 0.7 MPa。

总的来说，中低压的气体超声流量计，在中压天然气实流检定时，流量计的误差曲线较低压空气标定的误差曲线，略有变化。但变化的范围还在1 级流量计的准确度范围之内。对于燃气销售公司来说，现场使用的计量结果完全可以被接受。

4　国外和国内的权威技术机构和标准对于流量计高压检定的要求

1）国外机构与标准规定

2004 年欧洲发布法律，于 2016 年 10 月 29 日废除旧法规，执行新 MID 标准 [3]。其中新规规定，如果气体涡轮流量计现场工作压力在 0.4 MPa 以上，需要强制出厂高压检定。

欧洲标准 EN12261[4]，附录 E2.1 中写明，如果流量计现场工作压力在 0 ～ 0.4 MPa，可以使用大气压（低压）进行检定。如果流量计现场工作压力在0.4 MPa 或以上，需要高压检定，检定的压力 ptest，实际现场的工作压力范围在 0.5 ptest ～ 2 ptest。

2）国内机构与标准规定

目前，中国的《计量法》[5] 要求，用于贸易结算的流量计，必须通过第三方机构检定合格，才能安装到现场使用，但未对流量计第三方检定规定是低压检定还是高压检定。由于第三方高压实流检定费用昂贵，国内普遍的做法只对高压气体超声流量计，在现场安装前，送第三方实流高压检定。

在 JJG 1030-2007《超声流量计》检定规程 [6] 中，第 7 章描述，针对检定用气体，对工作压力在 0.4 MPa及以上的流量计 , 管道内气体的压力不低于 0.1 MPa并尽量使其与实际使用条件相一致。对工作压力在0.4 MPa 以下的流量计 , 管道内气体的压力不得高于0.4 MPa, 可在常压下进行检定。

5　结语

不同种类的天然气计量流量计的技术性能及高、低压第三方检定建议：对于长输管线的计量，使用高压气体超声流量计，很好利用了此类流量计适合大流量、高压力、准确度高等特点，虽然设备较为昂贵，但对于长输管线建设的成本，还是可以承担的。对于第三方检定，需送第三方实流高压检定，实流检定压力尽量接近现场使用压力，修正流量计的误差曲线，以保证计量的准确度。

对于城市燃气的贸易交接门站或比对计量门站，如用气量特别大，也可使用高压气体超声流量计。如果门站气量属于中等，可使用高压力等级的气体涡轮流量计，建设成本会有一定的节省。进口的气体涡轮流量计，也可保证高准确度稳定计量。同样，建议使用前送第三方高压实流检定。

城市燃气的工商业用户，可选用气体涡轮流量计和中低压气体超声流量计。气体涡轮流量计是一种历史悠久，且适合天然气计量的流量计，量程比较适中，价格合适，稳定可靠。对于流量偏小且用气量波动较大、压力很小的商业用户，可考虑选择气体腰轮流量计。而中低压气体超声流量计，在集合了气体涡轮流量计和气体腰轮流量计的良好性能基础上，增加了如不卡表、无需定期加油润滑、远程诊断准确度高等诸多优点，是未来城市燃气计量使用流量计的方向。在工作压力小于 0.4 MPa, 计量性能与空气低压检定的结果变化很小；而工作压力大于 0.4 MPa 的现场，条件允许，可考虑将流量计送第三方高压实流检定，修正流量计在高压下的误差曲线，以保证更高的计量准确度。

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