HPPP法檢定高壓天然氣流量計
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圖2 HPPP法氣體流量標準裝置圖
由于HPPP法的不確定度較小，因此在實際天然氣流量計檢定站中常常被用作原級檢定標準。當(dāng)它作為原級標準裝置檢定次級標準裝置（以音速噴嘴氣體流量標準裝置為例）時，其檢定流程如下：
分輸站（天然氣支干線）來氣→分離器→一級穩(wěn)壓→小流量二級穩(wěn)壓→HPPP氣缸→音速噴嘴氣體流量標準，待檢定結(jié)束后，經(jīng)四通換向閥換向，活塞回位→壓縮機→天然氣支干線。
當(dāng)它作為原級標準裝置檢定高準確度小口徑流量計時，其流程如下：
分輸站來氣→分離器→一級穩(wěn)壓→小流量二級穩(wěn)壓→HPPP氣缸→高精度小口徑流量計，待檢定結(jié)束后，經(jīng)四通換向閥換向，活塞回位→壓縮機→天然氣支干線。
HPPP法檢定步驟如下：
關(guān)閉位于側(cè)面的閥門，打開最下面的閥門，天然氣經(jīng)調(diào)壓、穩(wěn)流后流經(jīng)氣缸及檢定管路，當(dāng)溫度達到穩(wěn)定要求后，關(guān)閉最下面的閥門，打開側(cè)面的閥門，電機推動活塞勻速前進（活塞前后壓差很?。?，當(dāng)活塞達到第一個控制點時，控制系統(tǒng)準備就緒，當(dāng)活塞達到第二個控制點時，控制系統(tǒng)記錄下當(dāng)前時間，脈沖記錄設(shè)備開始記數(shù)，經(jīng)過△t時間后，活塞達到第四個控制點時，控制系統(tǒng)記錄下當(dāng)前時間，脈沖記錄設(shè)備停止記數(shù)，第二與第四控制點之間的體積為有效檢定容積△V，由此可以計算到流經(jīng)渦輪表的瞬時工況體積流量qv=△V/△t；活塞繼續(xù)前進，當(dāng)通過最后一個控制點后，打開位于右邊的閥門，活塞停止前進，然后切換四通閥，天然氣反向進入氣缸，推動活塞回位，檢定過程結(jié)束。
4 HPPP法量值傳遞溯源
從計量學(xué)的基本原理看，溯源性與準確性、一致性一樣，是計量結(jié)果的一種基本屬性。常常將其定義為計量結(jié)果可以通過連續(xù)的、已知不確定度的溯源鏈與合適的國際或國家標準相聯(lián)系。溯源性是指在要求進行的測量過程與被認為是“基準的”或“無可爭議的”某個量值或一組量值之間存在的一條連續(xù)的、相互聯(lián)系的并經(jīng)驗證的通道（即溯源鏈）。具有完整溯源性的測量數(shù)據(jù)應(yīng)該可以清晰地追溯到SI制基本單位[4]。
然而由于天然氣屬于易燃、易爆的動態(tài)可壓縮氣體，因此天然氣流量量值溯源過程中安全性便成為首要約束條件，且天然氣的流量量值不易于復(fù)現(xiàn)。天然氣屬于多組分混合氣體，組分的變化會引起相對密度、發(fā)熱量、壓縮因子、等熵指數(shù)、臨界流函數(shù)等物性參數(shù)的變化，而這些參數(shù)直接參與天然氣流量計算，對流量結(jié)果有直接影響。所以要保證天然氣計量最終結(jié)果的準確可靠，必須保證天然氣流量計量和分析測試兩個方面均具有良好的溯源性[5]。
對于高壓天然氣其流量量值溯源體系主要由原級標準裝置（HPPP）、次級標準裝置、工作級標準裝置和核查標準裝置組成。以采用三級標準檢定，原級流量標準裝置采用HPPP（流量范圍8～480m3/h，不確定度U=0.06%）；次級流量標準裝置采用音速噴嘴氣體流量裝置（流量范圍8～1460m3/h，不確定度U=0.16%）；工作標準采用渦輪標準流量計（流量范圍8～14000m3/h，不確定度U=0.25%）；超聲流量計（流量范圍20～14000m3/h，不確定度U=0.25%）作為核查標準為例，測量數(shù)據(jù)經(jīng)過溯源最終可以追溯到時間和長度兩個SI基準。其檢定過程的量值傳遞溯源圖如圖3所示。
圖4 HPPP法原級標準裝置檢定過程的量值溯源圖
HPPP法被用作原級標準檢定天然氣流量計具有流量穩(wěn)定、準確度高等特點，由于受技術(shù)限制在國內(nèi)其應(yīng)用并不廣泛。在采用HPPP作為檢定天然氣流量計的標準裝置建設(shè)過程中，必須加強與國際間的技術(shù)交流和量值比對，以實現(xiàn)我國天然氣工業(yè)國際化發(fā)展。
參考文獻
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