1、SY 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6143-1996 天然气流量的标准孔板计量方法Standard orifice measuiement metbods for natural gas flow 1996 - 04 -21发布1996 -10 -01实施中国石油天然气总公司发布目次前言1 范围2 引用标准. 3 符号、代号和定义. . . . . . 1 4 测量的一般要求. . . 4 5 安装要求. . . . . . . . 4 6 孔板的结构形式和技术要求. . . . . . 8 7 检验要求.8 天然气流量的测量原理和计算方法. -. . . . . . . 13
2、9 天然气流量测量的不确定度估算. . . . 17 附录A(标准的附录天然气主要物理参数确定和流量计算常用表. . . 21 附录B(提示的附录天然气流量计算和孔板设计计算实例. . . 47 附录c(提示的附录节流装置在使用中出现部分偏离标准规定的处理. . . 56 附录D(提示的附录)参数测量及讯号引线. . . 59 附录E(提示的附录)天然气流量计算和设计计算程序框图. . . . . 62 附录F(提示的附录引用的美国API、AGA标准译文集目录. . . . . 67 -主.L. 目Ua 本标准是根据GB/T2624-93 ，对SYL04-83 取压孔是指在孔板夹持器上沿半径方
3、向加工出的一个圆孔，其内边缘是光滑的并且无毛刺。3.2.7 差压differential pressure p 差压二这个术语仅适用于本标准中所规定的取压孔位置上所取得的静压力之差。3.2.8 静压static pressure P 静压是指在上、下游中某一取压孔上所测量的流动气体的绝对压力。绝对压力可以通过直接测量，也可以由测量的表压加上当地的大气压得到。3.2.9 流出系数discharge coefficient C 流出系数为通过节流装置的实际流量值与理论流量值之比，将它应用到理论流量方程中以获得实际的流量。它是一个无量纲的量。对不可压缩流体可由式(1)确定。-2一SY IT 6143
4、-1996 c=qm -1 1 - fJ4 -二一二. . . (1) d2气121在一定的安装条件下，对于给定的节流装置，该值仅与雷诺数有关。对于不同的节流装置，只要这些装置是几何相似，并且在相同雷诺数的条件下，则C的数值是相同的。本标准以实验所确定的数值为依据，给出了求流出系数C的方程式。3.2.10 渐近速度系数approch velocity coefficient E 渐近速度系数E是一个数学表达式，官描述了在节流装置渐近段(上游测量管的流速到孔板开孔处的流速之间的关系，并由式(2)确定。E= _1一-1 1 - 4 在流量方程推导中定义:=主二=CE-1 1 - 4 称为流量系数，
5、它是直径比和管径雷诺数Ren的函数。流出系数与流量系数的关系式为:C=去. . . . . . (3) 3.2.11 可膨胀性系数expensibility factor 可膨胀性系数是一个经验表达式，用以修正天然气通过孔板时因密度的变化而引起的流量变化。对给定的节流装置利用可压缩流体(气体)进行标定时由公式(4)可求得EC值，该值取决于雷诺数值、差压值和气体等摘指数值。式中流出系数C为在相同雷诺数，在液体中直接标定而确定的数值。芒产= Ill I.A. ，二. . d2 V 21 因此，可膨胀性系数为由公式(5)所确定的一个系数。句m./14(5) Crcd2 J2豆Z当流体是不可压缩流体时
6、，等于1;当流体是可压缩流体时，小于1。实验表明，与雷诺数无关，对于给定的节流装置，直径比已知时，E只取决于差压、静压和等摘指数。本标准给出了孔板值的经验方程式。3.2. 12 管径雷诺数Reynolds number Reo 表征流体惯性力与粘性力之比的无量纲参数。本标准所用的雷诺数是以气体上游条件参数和上游管道内径所表示的雷诺数，如公式(6)所示。Ren = 4q =一m . . . . . (6) lD 3.2.13 等情指数isentropic exponent 在可逆绝热(等摘转换条件下，压力的相对变化与密度的相对变化之比。它随气体的性质以及随其温度和压力的变化而变化。为了计算天然气
7、流量，在本标准中可以将比热比代替等情指数。-3一4 测量的一般要求4. 1 节流装置SY IT 6143-1996 4.1.1 节流装置应按照本标准的规定制造、安装和使用。当节流装置的制造和使用条件超出本标准规的极限时，节流装置必须进行系数检定。4.1.2 应对节流装置进行定期检查，使其与本标准保持一致。应注意即使是净化后的天然气，由于含有微量粉尘和液体微粒，也可能在孔板表面上形成沉淀和积垢，经过一段时间会产生流出系数的、波动或改变，因而可能导致其值超出本标准所给出的不确定度范围。4: 1. 3 节流装置应采用己知膨胀系数的材料制造，使用者确认由于温度变化而引起的尺寸变化可以忽略不计的情况下例
8、外。4.2 气流条件4.2.1 气流通过节流装置的流动必须是保持亚音速的，稳定的或仅随时间缓慢变化的。本标准不适用于脉动流流量测量。4.2.2 气流必须是单相的牛顿流体。若气体含有质量分数不超过2%的固体或液体微粒，且成均匀分散状态，也可以认为是单相的牛顿流体。4.2.3 气流流经孔板以前，其流束必须与管道轴线平行，不得有旋转流。4.2.4 为进行流量测量，必须保持孔板下游侧静压力与上游侧静压力之比大于或等于0.75。4.3 标准状态本标准规定天然气体积计算的标准状态为绝对压力O.101325MPa和温度293.15K。也可采用合同压力和合同温度作为标准状态。5 安襄要求5. 1 总则5. 1
9、. 1 本标准规定的节流装置见图10图1节流装置的组成和安装示意图1一上游侧第二阻流件，2一上游侧第一阻流件I3一孔板和孔板夹持器，4一差压讯号管蹄，5-下游侧第一阻流件;6一孔板前后测量管;1。一第一阻流件与第二阻流件之间的直管段，II一孔板上游侧的直管段，lz一孔板下游侧的直管段5.1.2 节流装置应安装在两段具有等直径的圆形横截面的直管段之间，在此中间，除了导压、测温孔外，无本标准规定之外的障碍和连接支管。5.1.3 符合上述所要求的最短直管段妖度随阻流件的形式和直径比而异，最短直管段长度见表205.2测董警条件5.2.1 测量管直度节流装置用的测量管应该是直的，它只需目测检验。-4一S
10、Y IT 6143-1996 表2孔板所要求的最短直管段长度孔板上游侧阻流件形式和最短直管段长度11孔板下游最直径短直管段长i单个900弯在同一平在不同平渐缩管(在渐扩管(在度(包括在本比卢头或三通流面上的两面上的两1. 5D-3D的lD-2D的长球型阀全孔球表中的所有三二体仅从一个个或多个个或多个长度内由2D度内由0.5D全开阅或闸阻流件支管流出90。弯头90。弯头变为D)变为D)阀全开12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0. 20 10(6) 14(7) 34(17) 5 16(8) 18(9) 12(6) 4(2) Q.25 10(6) 14(7) 34(17) 5 16(8) 1
11、8(9) 12(6) 4(2) 0.30 10(6) 16(8) 34 (17) 5 16(8) 18(9) 12(6) 5(2.5) 0.35 12( 6) 16(8) 36(8) 5 16(8) 18(9) 12(6) 5(2.5) 0.40 14(7) 18(9) 36(18) 5 16(8) 20(10) 12(6) 6(3) 0.45 14(7) 18(9) 38(19) 5 17(9) 20 (10) 12(6) 6(3) 0.50 14(7) 20(10) 40(20) 6(5) 18(9) 22(11) 12(6) 6(3) O. 55 16(8) 22(11) 44(22)
12、8(5) 20(10) 24 (12) 14(7) 6(3) 0.60 18(9) 26(13) 48(24) 9(5) 22 (11) 26(13) 14(7) 7(3.5) 0.65 22(11) 32(16) 54(27) 11(6) 25 (13) 28(14) 16(8) 7(3.5) O. 70 28(14) 36(18) 62(31) 14(7) 30(5) 32 (16) 20(10) 7(3.5) 0.75 36 (18) 42(21) 70(35) 22(11) 38 (19) 36(18) 24(12) 8(4) 阻流件上游侧最短直管段长度11对于所有的直径比卢直径比大于
13、或等于0.5的对称骤缩异径管30 (15) 直径小于或等于0.03D的温度计套管和插孔5 (3) 直径在0.03D-0.13D之间的温度计套管或插孔20 (10) 注:1.表列数值为位于孔极上游和下游的各种阻流件与孔板之间所需要的最短直管段长度2.不带括号的值为零附加不确定度的值(见5.3.2)3.带括号的值为0.5%附加不确定度的值见5.3.8)4.直管段长度均以直径D的倍数表示。它应从孔板上游端面量起5.2.2 测量管圆度测量管圆度在孔板上、下游侧距取压孔轴向长度上各为O.5D的范围内，必须实测。实测结果，其测量管内圆柱表面圆度公差应满足5.2. 2. 1和5.2.2.2要求。5.2.2.
14、1 在离孔板上游端面(装有夹紧环时，应在夹紧环前缘)OD、O.5D及OD，._，O.5D之间的上游直管段上取三个与管道轴线垂直的截面，在每个截面上，以大致相等的角距取4个内径的单测值，共得12个单测值，并求其算术平均值。任一单测值与平均值比较，其偏差不得超过:i:0.3%。一-5 -SY /T 6143-1996 5.2.2.2 在离孔板上游端面OD2D之间的下游直管段上与管道轴线垂直的个截面，在此截面上，以大致相等的角距取4个内径的单测值。.任一单测值与孔板上游侧按5.2.2.1规定方法得到的平均测量管内径D值比较，其偏差不得超过:f:3%。5.2.2.3 在所要求的最短直管段长度范围内，管
15、道横截面应该是圆的。除邻近孔板2D范围内作特殊检查外，一般情况下，只要目测检查表明管子外部是圆的，就可认为横截面是圆的。、5.2.2.4离孔板2D之外，安装在孔板与第一个上游阻流件之间的上游管段，可由一种或多种截面的管道组成。只要任一台阶不超出5.2. 2. 1所规定的士0.3%的圆度要求，则流出系数无附加不确定度。5.2.2.5 如果任一台阶的高度h超出5.2. 2.4规定的极限值，但符合公式(.7)和公式(8)要求时，则流出系数的不确定度应算术相加土0.2%附加不确定度。rC5jD) + o.41 亏之三三0.0021，/，-/ :;.，. 1 . . . . . . . . . (7)
16、U二Lo. 1 + 2. 34 J 卡Q.05 . . . . . . . 式中:5一一上游取压孔或夹紧环到台阶的距离。5.2.2.6 如果任4台阶大于公式(7)和(8)给出的极限值.则认为不符合本标准.5.2.3 在孔板上游侧至少10D和下游侧至少4D的长度范围内，测量管的内表面应清洁，并符合相对粗糙度上限值的规定(见表4)。5.3 孔板上下游侧直管段长度5.3.1 孔板上下游侧最小直管段与孔板上游侧阻流件的形式和直径比卢有关，其相应的直管段长度不得小于表2的规定值。5.3.2 本标准提供的流出系数C值是在孔板前有比表2规定值大的直管段条件下得到的。但是，当直管段长度不小于表2括号外数值的直
17、管段时，就不必在流出系数不确定度上加附加不确定度。5.3.3 若孔板上游侧阻流件不是若干个90。的弯头，而为其他几种形式的阻流件时，则在第一个和第二个阻流件之间应装有直管段1001。可按第二阻流件形式和直径比卢为0.7(不论实际直径比值是多少)，应取表2中所列数值的半。5.3.4 孔板上游侧串联多个900弯头时，可采用下列任一布置形式。5.3 4.1 按表2第3、第4栏布置时，在孔板前第一个和第二个90。弯头之间可不设置直管段，p 1。为零。5.3.4.2 将表2中第3、第4栏的弯头作为第一阻流件和第二阻流件分开布置时，则孔板与孔板上游侧第一阻流件之间的距离不得小于表2中第2栏相应直径比P值所
18、要求的长度，其直管段总长度/o与11之和)不得小于第3、第4栏中的长度规定。5.3.5 当孔板与其上游侧直径大于2D的容器或管汇直接连通时，则容器或管汇与孔板之间的直管段长度不得小于30DC15D)*气若孔板与容器或管汇之间尚有其他局部阻流件时，则除在孔板与阻流件之间设有符合表2规定的最小直管段长度11外，从大容器或管汇至孔板之间的直管段总长亦不得小于30D(1 5D) *飞5.3.6 气流温度最好在孔板下游测得，它与孔板之间的距离应等于或大于5D，但不得超过15Do若必须在孔板上游侧安装温度计时，则温度计套管与孔板之间的直管段长度应符合表2有关栏目的要求。5.3.7 对试验研究工作，孔板上游
19、侧的最小直管段长度至少比表2中所列括号外的数值增加一倍。5.3.8 当上游或下游直管段长度小于表2中括号外的数值，且大于或等于括号内的数值时，应在流出铃括号内外数值的含义且表2中的注1和注2.-6一SY /T 6143-1996 系数的不确定度上算术相加:1:0.5%的附加不确定度。5.3. 当上游或下游直管段长度小于表2中括号内的数值，以及当上、下游直管段长度同时小于括号外的数值，本标准均未给出附加不确定度值。5.4 整流器如果孔板安装在表2中未列出的阻流件下游，应安装图2所示形式管束整流器。A a -L一图2整流器结构示意图5.4.1 如图2所示，穿过整流器的任何通道的最大横轴尺寸a不应超
20、过管道内径D的1/4。同时，在装配好的整流器中，任何通道的横截面A不应超过管道横截面积的1/16.整流器的长度L应大于或等于最大内径a的10倍。整流器中诸管子的轴线应彼此平行，外圆彼此相切，它们的轴线还应与管道轴线平行。所有管子所组成的管束应与管道内径相切。如不满足此要求，整流器本身可能会对流动产生干扰。5.4.2 整流器应安装在孔板与最接近孔板上游的阻流件之间的直管段中。此阻流件与整流器之间的直管段长度应至少等于20D，而整流器与孔板之间的直管段长度应至少等于22D。只有当整流器的阻流小管的周围有最小的空隙，而使之没有能妨碍其正常作用的旁通流时，整流器才是充分有效的。5.4.3 图2中整流器
21、的管子可以用标准管或薄壁专用管制成。应将它们彼此焊接在一起并且牢固地装在测量管内，或者装在两个端环内滑入测量管。端环所造成的通道阻塞的面积应尽量小。所有管子的两端面应尽可能薄。5.4.4 整流器放入测量管内应固定牢固，防止轴向窜动。5.4.5 当符合本标准要求的整流器满足5.4.2要求并与上述规定测量管长度组合使用时，节流装置可以安装在任何速度分布剖面的管道上进行流量测量，且不会对流出系数不确定度带来任何附加不确定度。5.4.6 如果采用整流器，且在上游测量温度时，则温度计插孔应位于离整流器上游入口300-700mm之间的地方。5.5 孔板夹持器的安装5.5.1 应注意孔板在测量管中安装方向，
22、使气体从孔板的上游端面流向孔板的下游端面。5.5.2 孔板应垂直于测量管轴线，其偏差允许在土1。之间。5.5.3孔板应与测量管或夹紧环(当采用时同轴。孔板的轴线与上、下游侧测量管轴线之间的距离ex应满足公式(9)的要求，此时无附加不确定度。如果ex在公式。0)范围内，则流出系数C的不确定度应算术相加士0.3%的附加不确定度p如果ex达到公式(11)的范围，则认为不符合本标准要求，本标准没有给出可估计的不确定度值的资料。0.0025D (9) x -=: O. 1 + 2.34 O. 0025D O. 005D (10) O. 1十2.3 : :-n. . (11) 一7一SY /T 6143-
23、 1996 5.5.4 当采用夹紧环时，应该注意对中，夹紧环的任何部位不得突入测量管内。5.6 装配和垫片5.6.1 装配和夹紧的方法均应该保证孔板安装在正确的位置上，且保持不变。当孔板装在法兰之间时，要允许它自由热膨胀以避免翘曲和弯扭。5.6.2 密封垫片应尽量薄，设计取定的垫片厚度应考虑取压孔位置。垫片安装后不得突入孔板夹持器内腔，不得挡住取压孔及引起取压位置的改变。5.6.3 夹紧环应按下述原则选择配合z若夹紧环材质的热膨胀系数大于法兰材质的热膨胀系数，夹紧夹紧环的法兰为凸面并与夹紧坏的凹槽配合时，则应采用过盈配合;反之则应采用间隙配合。5.6.4 在测量精度要求较高的场合，为了满足上述
24、安装要求，应将孔板、夹紧环和上游侧10D及下游侧4D伏的测量管先行配套组装，检验合格后再装入管道，与直管段长度不足部分的连接应满足5. 2. 2. 4的规定。5.6.5 新装测量管路系统必须在管道吹扫后再进行孔板的安装。5.7 参数测量和信号引线见附录D(提示的附录6 孔板的结构形式和技术要求孔板在工作条件下应符合以下要求。6. 1 孔板孔板的轴向截面如图3所示。图中所注字母仅供本章中各条参照使用。孔板厚度EF 孔极开孔厚度eQI、轴向中心线流动方向上游边缘图3标准孔板6. 1. 1 总体形状6. 1. 1. 1 孔板在测量管内的部分应该是圆的并与测量管轴线同轴，孔板的两端面应始终是平整的和平
25、-8一SY /T 6143-1996 行的。6.1.1.2 一般情况下，安装在测量管内的部分应满足下述要求:在设汁及安装孔板时，应保证在工作条件下，由于差压或任何其他应力所引起的孔板塑性扭曲和弹性变形所造成的6.1. 2. 1规定的直线斜度不得超过1%。6.1.2 上游端面A6.1.2.1 当孔板安装在测量管中，孔板两边无差压时，孔板上游端面A应是平的。只要安装方法保证不会使孔板变形，则可将孔板从测量管上拆下来测量其平面度。检查时，如连接孔板表面上任意两点的直线，与垂直于轴线的平面之间的斜度小于0.5%时，则可以认为孔板是平的。该判别标准不计孔板表面上目测看不见的不可避免的局部缺陷。6.1.2
26、.2 孔板A面应无可见损伤。在直径不小于D.旦与节流孔同心的圆内，孔板上游端面A应有的粗糙度高度参数Ra小于或等于10-4d0如果孔板没有满足上述规定的条件，必须重新抛光或清洁。6.1.2.3 必须在节流装置明显部位设有流向标志。甚至在安装之后也能看到该标志，以表明孔板相对于流动方向的安装是正确的。6.1.3 下游端面B6.1.3.1 下游端面B应该是平的，且与上游端面A平行。此外应满足6.1.4.4要求。6.1:3.2 孔板的下游端面B的表面粗糙度可较A面低一级。6.1.3.3 下游端面B的技术要求可通过目视检查加以判断。6.1.4 孔板厚度E和孔板开孔厚度e6. 1.4. 1 孔板开孔厚度
27、e应为0.005-0.02D。6.1.4.2 在孔板开孔的任意点上测得的各个e值之间的差不得大于O.OOlD。6.1.4.3 孔板厚度E应介于e与0.05D之间，此外还应满足6.1. 1. 2要求。然而当50mm运D运64mm时，孔板厚度E只要不大于3.2mm即可。6.1.4.4 在孔板的任意点上测得各个E值之差不大于O.OOlD。6.1.5 斜角F6.1.5.1 如孔板厚度E超过孔板开孔厚度e，孔板的下游侧应有一个扩散的圃锥表面。该表面应经过良好精加工，并满足6.1. 2. 2要求。6.1.5.2斜角F为45。士150。6.1.6 边缘G、H和I6. 1.6.1 上游边缘G应无卷口，无毛边，
28、亦无目测可见的异常现象。6.1.6.2 上游边缘G应是尖锐的。如果边缘半径不大于O.0004d.则认为是尖锐的。如d二三25mm时，一般采用目测检查，将孔板上游端面A倾斜45。角，用日光或人工光源射向直角入口边缘，边缘应无反射光束。如dO.0004d时，按附录c(提示的附录处理。6.1.6.3 孔板下游边缘H和1，应无毛剌、划痕和可见损伤。6.1.7 孔板开孔直径d6. 1.7. 1 在任何情况下，孔板开孔直径d均应大于或等于12.5mm。直径比P应在大于或等于0.20至小于或等于0.75的范围内。在上述极限值之内，卢值由用户选择。6. 1.7.2 孔板开孔直径d值应取相互之间大致有相等角度的
29、四个直径测量结果的平均值。6.1.7.3 孔板开孔应为圆筒形并垂直于上游端面A。上述任意一个直径值与直径平均值之差不应超过直径平均值的土0.05%。如果上述任意一个直径值相对于被测直径的直径平均值之差均符合上述要求，则认为满足要求。在任何情况下，孔板开孔圆一9一SY /T 6143-1996 筒形部分的粗糙度不得影响边缘尖锐度的测量。6.1.8 材料和制造孔板应按所测介质的性质和参数采用相应的耐腐蚀、耐磨的材料和任何方式进行制造。在进行测量时，孔板应是清洁的，材料的线膨胀系数应是己知的.孔板B面的外边缘部位应刻有表示孔板安装的符号、出厂编号、安装位号、测量管内径D和孔板开孔直径d的实测尺寸值。
30、6.2 孔极夹持器每个孔板夹持器，至少应有一个上游取压孔和一个下游取压孔，不同取压方式的上、下游取压孔位置应符合本标准规定。一块孔板可采用本标准中所规定的不同取压方式，如果在同一个孔板夹持器上有不同取压方式的取压孔时，为了避免相互干扰，在孔板一侧的几个取压孔的轴线不得处于同一轴向平面内。取压孔的位置表征了孔板的取压方式。孔板夹持器和测量管连接处不应出现台阶。夹持器与孔板的接触面必须平齐。孔板夹持器的外圆柱表面上应刻有表示安装方向的符号、出厂编号、安装位号和测量管内径D的实测尺寸值.6.2.1 法兰取压孔板夹持器6.2.1. 1 法兰取压孔板夹持器是测量管法兰上带有符合下述要求的取压器件。取压孔
31、的间距i是取压孔轴线与孔板的某一规定端面的距离。设计取压孔位置时，应预先考虑垫圈和(或)密封材料的厚度。6.2.1.2 法兰取压孔板夹持器取压孔见图40Q 流体流动方向图4法兰取压孔板夹持器上游取压孔的间距11名义上等于25.4mm，且是从孔板的上游端面量起。下游取压孔的间距l2名义上等于25.4mm，且是从孔板的下游端面量起。当D0.65时，O. 01Da0. 02D。对任何卢值，其实际尺寸应为:lmma运10mm。对可能析出凝析液的场合，其实际尺寸应为:4mm二a10mm。d)从测量管内壁量起在至少2.5倍取压孔直径的长度范围内，取压孔应呈圆筒形。e)夹紧环的内径b必须大于或等于测量管直径
32、D，以保证它不致突入测量管内。并必须满足公式一11-SY /T 6143-1996 (2)要求。b - D c(或c),-/ 1 11 _,.- 0. 1 一一一一一一一一X 100 . . . (12) D D n .l. VV 0.1 + 2. 3J c和c为上游夹紧环和下游夹紧环长度(见图5)，其值不得大于0.5D。此外，b值应在公式(3)所示极限值之内zDb运1.04D.(1 3) 。所有可能与被测气流接触的夹紧环的表面应是清洁的，并有良好的表面粗糙度。g)在夹紧环上，与二次装置连接的取压孔，在穿透管壁处为圆形，其直径j在410mm之间并满足6.2.1.4要求。h)上游夹紧环和下游夹紧
33、环长度不必彼此相等，但两者均应符合上述要求。i)用以计算直径比以及计算流量的测量管直径是按照5.2.2.1的规定测量的，夹紧环可看作是节流件孔板的一部分，也应符合5.2. 2. 5中所给出的长度要求，因而长度s是从夹紧环所形成的凹槽的上游边缘算起。6.2.2.2 环室取压孔板夹持器取压环隙孔板上游侧静压力由前环室取出，下游侧静压力由后环室取出。a)前环室长度c和后环室长度c不得大于0.5D。b)夹紧环内径b应符合6.2.2. 1e项的要求，且环隙厚度f应大于或等于环隙宽度的两倍。环腔的横截面积gXh应大于或等于此环隙与管道内部连通的开孔总面积之半。c)前后环室与孔板上下游侧端面形成的前后环腔，
34、通过沿环室开孔的全圆周上的连续环隙或按等角距配置不少于4个的断续环隙与测量管相通。但每个断续环隙面积不得小于12mm2。环隙宽度a应符合下列规定:当O.65时，0.005D运O.03D; 当0.65时，O. 01Da0. 02D; 对任意值，其实际尺寸应为:lmma10mm。d)环腔与导压管之间的取压孔应呈圆柱形，其长度不得小于2.5joj为取压孔直径，其值应为:4mmj10mm。e)环室取压孔板夹持器还应符合6.2. 2. 1的f项至i项中的要求。7 检验要求孔板及节流装置可按JJG640规定的检验方法进行检验，并符合本标准7.17.3的要求。7.1 节流装置使用前的检验7.1.1 出厂检验
35、节流装置须经制造厂质量检验部门检验合格，并附有证明产品质量合格的证书方能出厂。7.1.2 标志、包装的检验7.1.2.1 标志a.节流装置的外表面明显部位应有气流的流向标记;b.节流装置上应有铭牌，铭牌上标志出z制造厂名或厂标，CMC标志，节流装置名称及型号，规格与公称压力，出厂编号和制造年月。7.1.2.2 包装节流装置的包装应符合ZBY003的要求。7.1.3 随机文件的检验随机文件包括:a)装箱单;12一b)节流装置出厂合格证zc)安装使用说明书sd)计算清单Fe)质量记录文件。7. 1.4贮存SY /T 6143-1996 节流装置应存放在温度为一10+40.C、相对湿度不超过85%的
36、通风且其无腐蚀性气体的重内。7.2 节流装置使用中的检验节流装置使用过程中应作定期结构尺寸和几何尺寸的检验。7.2.1 结构尺寸和几何尺寸可用满足要求的量具及设备进行检验。7.2.2 在保证节流装置符合第1-.-5章规定的前提下，允许按6.1及6.2的要求检查结构尺寸和几何尺寸。成套供应的节流装置，应对所带测量管进行检查。7.2.3 检验结果应符合7.2.2及7.2.3.17.2.3.6的规定。7.2.3.1 孔板开孔部分的检验:孔板开孔圆筒形部分的检验应按本标准中相应条款规定的方法进行。其测量工具误差应符合下述规定z当12.5mmd30mm时，不得大于d值允差土O.013mm的1/3;当d3
37、0mm时，不得大于d值允差土O.00052d的1/4。7.2.3.2 孔板边缘尖锐度的检验z孔板边缘尖锐度的检验一般按6.1. 6. 2规定进行。当需要采用测量孔板开孔直角入口边缘圆弧半径凡的方法来确定尖锐度时，应采用模铸法或铅锚模压法实测，或用具有同等精确度要求的设备进行检验。7.2.3.3 孔板平面度的检验z将孔板支承在平板上，用带指示器的可调测量架进行检验，或用具有满足精确度要求的设备进行检验。检验结果应符合第6.1.2条中的有关规定。7.2.3.4 孔板两端面平行度的检验z将孔板放在平板上，用带指示器的可调测量架进行检验，或用具有满足精确度要求的设备进行检验。检验结果应符合6.1.2和
38、6.1.3的有关规定。7.2.3.5 孔板粗糙度的检验z孔板的粗糙度一般采用与孔板同材料的样板进行检验。7.2.3.6 测量管的检验z应按5.2和5.3的有关规定进行检验。7.3 当供需双方有异议时，应进行流出系数及其不确定度的检验。8天然气流量的测量原理和计算方法8. 1 天然气流量的测量原理天然气流经节流装置时，流束在孔板处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，在孔板前后产生静压力差(差压)，气流的流速越大，孔板前后产生的差压也越大，从而可通过测量差压来衡量天然气流过节流装置的流量大小。这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。假设未经标定的节流装置与已经过壳分实验标
39、定的节流装置几何相似和动力学相似(即符合本标准要求)，则流量计算值在本标准所规定的不确定度范围内。质量流量与差压的关系由公式(14)确定;体积流量与质量流量的关系由公式(1日确定。8.2 流量测量极限条件=二-:-:-E车d2f2豆Z. . . . . . . . . . (14) ;1一4也qv =空空Pl . (1 5) 采用本标准测量天然气流量时，节流装置和计算方法均应满足本标准全部技术要求，使用极限条件规定如下:-13一SY /T 6143-1996 8.2.1 孔板开孔直径d、测量管内径D、直径比P和管径雷诺数Ren的极限值应符合表3规定。表3孔径、管内径、直径比和雷诺数限值表法 取
40、压角接取压d12.5mm 5伽nmD1000mm0.200.75 ReD二5000ReD注1260pzD用于0.20运fJO.45ReD注10000用于0.458.2.2 孔板上游测量管内壁的相对粗糙度上限值应小于或等于表4规定。等效绝对粗糙度K，以长度单位表示，它取决于管壁峰谷高度、分布、尖锐程度及其他管壁上的粗糙性要素。为较满意地确定K值，应对特定管道的取样长度进行满标度的压力损失试验。表A7给出了部分材料的K值，它是由Colebrook公式罚算出来的。其他材料K的近似值可参考有关文献查得。表4孔板上黯测量管内壁的相对粗糙度上限值表卢运0.300.32 0.34 0.36 O. 38 0.
41、40 0.45 0.50 0.60 0.75 I l04KID 25.0 18.1 12.9 10.0 8.3 7.1 5.6 4.9 4.2 4.0 如果在孔板上游直管段至少10D长度范围内，测量管内壁粗糙度在表4给出的限值内，直管其余部分的内壁粗糙度不符合表4规定也可以使用。在使用中若测量管的10D范围内经检验，内壁粗糙度不符合表4规定，则按附录C(提示的附录处理。8.3 流量计算方法8.3.1 体积流量计算基本公式天然气流量计算方法按4.3的规定，采用标准状态的体积流量毡，其计算式为zQn = qm n . . . . (16) 归Pn式中:pn一一天然气在标准状态下的密度，kg/m30
42、 将公式(14)代入公式(16)得出标准体积流量Qn计算的基本公式:Qn = -;:=-eJ2 J2豆豆-a叮-1尹4- Pn 式中:Pl一一天然气在流动状态下上游取压孔处的密度，kg/m3。8.3.2 天然气流量计算实用公式根据z(1 7) 占I.ZnG.P，同=RUlTHU-HH-MUUMUU-. . . ( 一14一几I.G.PnPn=-ii.HH-HH-(19)RZ.Tn SY /T 6143-1996 式中:Gr一一标准状态下的天然气的真实相对密度FZa一一干空气在标准状态下的压缩因子zZ.一-天然气在标准状态下的压缩因子zM.一一干空气的相对分子质量;R一一通用气体常数。联解公式(
43、17)、(18)和(19)，整理后得到天然气标准体积流量计算的实用公式(20)。Qn斗.CEdZFceFzFT50再. . . . . . . . (20) 式中:Qn一一标准状态下天然气体积流量，m3/s ; A.一一秒计量系数，视采用计量单位而定，此式A.=3. 1794X 10-6; C一一流出系数，按8.4.1确定pE一一渐近速度系数，按8.4.2确定zd一一孔板开孔直径，mm，按8.4.3确定gFG-一相对密度系数，按8.4.4确定zE一-可膨胀性系数，按8.4.5确定zFz一一超压缩因子，按8.4.6确定;FT-一流动温度系数，按8.4.7确定zP1 -孔板上游侧取压孔气流绝对静压
44、，MPa，按8.4. 8确定FA-一气流流经孔板时产生的差压，Pa，按8.4.9确定。8.4 流量计算和系数参数确定按公式(20)和附录A(标准的附录的有关规定计算天然气流量值怠。8.4.1 流出系数C按下式计算:c=川959+队031221一川F十0.0卢2.5(剧。75 .1.、t:OI+ o. 0900L1 (1 -)一1一0.0337Lz3. . . . . . . (21) 0.0390._._ ,. _. n.h_ 飞一一一时，4 (1-)-l的系数用0.0390。?0.0900 d 式中:一-直径比，=D; d按公式(23)计算，D按公式(A3)计算zReo一一管径雷诺数，按A1.1确定sLl一孔板上游端面到上游取压孔的距离除以测量管内径得出的商，L1=各Lz一孔板下游端面到下游取压孔的距离除以测量管内径得出的商，L2425.4 当间距符合6.2. 1的法兰取压方式时，Ll = L2 = D 0 当间距符合6.2.2的角接取压方式:L1 =Lz=O。D值的单位为毫米。经检查全部符合8.2规定，公式(21)和公式(25)才是有效的。8.4.2 渐近速度系数E按下式计算:.
