标准规范下载简介
GB／T 21391-2022 用气体涡轮流量计测量天然气流量.pdf8.2.3.2C级计量系统压缩因子计算
当天然气计量系统为非贸易计量系统或属于GB/T18603一2014附录B规定的准确度C级时，可 按GB/T21446一2008附录A计算超压缩系数（F）
质量流量可按公式（6)计算：
JGJ／T 67-2019 办公建筑设计标准 (附条文说明).pdfm 瞬时质量流量； 标准参比条件下的天
能量流量可以通过体积流量或质量流量与发热量（H，或H，）的乘积计算得到。 通过体积流量计算能量流量时，按公式（7）计算：
通过质量流量计算能量流量时，按公式（8)计算：
g. =g, X H
g. =9m X H
式中： qe 瞬时能量流量； 天然气流量计算实例见附录D。
q。时能量流量； 天然气流量计算实例见附录D。
8.5测量不确定度估算
根据公式（2），各不确定度分量灵敏系数均为1，因此可用公式（9）和公式（10)估算标准参比条件下 流量测量合成标准不确定度
+u(P)+u(T)+u(Z)+u(Z.） U.(g.) = ku.(g.)(k =2)
8.5.2质量流量测量不确定度估算
根据公式（6），可按公式（11）估算 合成标准不确定度。
u(qm）=/u,(q.）+u,（p）
扩展不确定度参照公式（10)计算。
扩展不确定度参照公式（10）计算
8.5.3能量流量测量不确定度估算
u, (g.)* =Nu, (g,)2 +u, (H,))
u(H,) 标准参比条件下体积发热量的标准不确定度。根据GB/T11062和GB/T35186，该 项不确定度主要来源于基础数据、物性参数计算方法和组成分析，当采用二级标准物 质，用在线色谱分析进行组成分析时，通常可取0.15%。 扩展不确定度参照公式（10）计算。
8.5.4绝对静压或热力学温度测量不确定度估
静压或热力学温度测量不确定度按公式（13)估算
绝对静压或热力学温度测量不确定度按公式（13)估算： 6
绝对静压测量或热力学温度测量的标准不确定度 静压测量仪表或温度测量仪表的最大充许误差绝对值； 一静压测量仪表或温度测量仪表的刻度上限值； 一预定静压测量值或预定温度测量值。
用于天然气流量测量的流量计可根据需要按本附录进行实流校准，以减少流量计的测量误差。在 有条件的情况下可进行在线实流校准。
用于天然气流量测量的流量计可根据需要按本附录进行实流校准，以减少流量计的测量误差。 件的情况下可进行在线实流校准。
A.2.1标准装置的技术要求
推标准装置及其辅助测量仪表都应具有有效的检
校准前，应将被校流量计安装在校准装置上一起进行严密性试验。试验介质为空气、天然气等气 体，试验压力至少应为最高校准压力且小于被校流量计的最大工作压力。在试验压力下至少稳压 15min，经检查无泄漏为合格
交准时的安装应符合7.2的要求。 流量计取压口和测温孔应满足6.4和7.2.4的要求。
A.2.4实流校准流体
根据实际情况，实流校准流体可采用关然气或其他气体，流体能自由流动且没有凝液、油污和粉尘 其组分应基本稳定。校准时的雷诺数范围宜与流量计实际使用时的雷诺数范围相近。 如使用天然气进行实流校准，则其气质应至少符合GB17820二类气的要求，其物性参数值应采用 GB/T17747和GB/T11062中相关条款进行计算，
实流校准时的环境温度一般为一25℃～55℃，相对湿度一般为5%～95%，大气压力一般 86kPa~106kPa。 实流校准应在压力、温度和流量稳定后进行。 实流校准应避免外界磁场和机械振动的影响，
.2.6由客户提供的信息
A.3实流校准内容和方法
实流校准项目包括流量计随机文件及外观检查、校准系数和重复性确定 18
A.3.2随机文件及外观检查
实流校准前应对流量计的外观进行检查。 流量计应附有说明书、出厂证书(或上一次检定证书或校准证书)和其他有关技术指标文件，流量计 表体上的铭牌和流量计外观质量符合6.9和6.10的要求
A.3.3实流校准内容
实流校准前应首先确定校准流量和校准压力，根据校准数据确定流量计的校准系数，运用校准系数 对流量计进行调整，如：更换机械输出装置的变速齿轮、修正K系数、提供流量计系数等，最后对校准后 的结果进行验证，
A.3.4校准流量的确定
实流校准时，应结合表A.1和流量计的实际工作流量范围确定测试流量点。对于大口径流量计的 实流校准可能达不到上限流量值，用户与制造厂协商可指定低于qx的实流校准流量范围，一般来说， 校准雷诺数宜至少达到流量计实际使用雷诺数的一半。在测试过程中，每个流量点的每次测试流量与 布点流量相比，其偏差应不大于士5%，
A.3.5校准压力的确定
A.3.5.1工作压力不大于0.4MPa
对用户规定的工作压力不大于0.4MPa的流量计，可在常压（士10kPa)下进行校准。校准结果适 用于工作压力0MPa~0.4MPa范围内，
A.3.5.2工作压力大于0.4MPa
对用户规定的工作压力大于0.4MPa的流量计，需在一个或多个压力下进行校准。校准压力要求 如下。 a 如果用户规定的工作压力范围的上限值不大于4倍下限值，那么仅需在Ptest下对流量计进行 校准。校准结果适用于工作压力0.5Ptest～2.0Ptest范围内。 注1：P表示流量计的校准压力（表压）。
如果用户规定的工作压力范围为0.3MPa～1.5MPa，就需在两个压力下进行校准。但是，并不止种方式能 足这些条件。如果流量计在Pteat.min=0.4MPa，Pteatm =0.8MPa下进行校准，那么该校准结果适用的工作压力 围为0.2MPa～1.6MPa。如果用户规定的工作压力范围为0.3MPa～1.5MPa，但建议该流量计通常在1.0MPa 工作，那么需分别在Ptetmia=0.4MPa和Ptetmax=1.0MPa下进行校准，且该校准结果适用的工作压力范围为 2MPa～2.0MPa。如果用户有特殊要求，需对流量计作进一步的校准，
A.3.6测试次数及时间
在校准时，每个流量点应至少测试3 许的情况下应测试6次，并取客次测试值的算术 平均值作为该测试点的测量结果。每次数据采 集时间不应小于60S
实流校准前，整个校准系统应在最大流量下预运行至少5min，待压力、温度和流量稳定并达到 A.2.2的要求后才能进行校准
在每次测试过程中，应采集流量计和标准装置的相关参数，
在每次测试过程中，应采集流量计和标准装置的相关参数。
.4.1齿数比的修正计
对于带有机械输出装置的流量计，可将机械输出装置中的一对变速齿轮更换为不同齿数比的另 对变速齿轮，以修正流量计机械输出装置显示的流量值。修正后的齿数比可按公式（A.1）～公式（A.6） 计算。
1 4 gs); (qs);
式中： G, 修正后流量计的齿数比； G。 流量计原齿数比； AE 修正后流量计的相对示值误差偏移量； Eic 修正后，第讠校准点流量计的流量相对示值误差； E; 第i校准点流量计的流量相对示值误差； (qs); 第讠校准点标准装置的流量示值； qu 第讠校准点第次校准时流量计的流量示值； (qs)ij 第i校准点第i次校准时标准装置的流量示值（与流量计相同工况条件下的流量）； 第校准点的测试总次数
A.4.2K系数的修正计算
通过校准，可以在流量计全量程范围内得到一个K系数（可取每个流量点K系数的算术平均值） 或对每个流量点得到一个K系数，这个或这些K系数可被输人到流量计的二次仪表中，以对流量输出 进行修正。每个流量点的K系数可按公式(A.7)～公式(A.9)计算。
K；第i校准点流量计的K系数； K；—第i校准点第i次校准时流量计的K系数； K。—上一次检定证书或校准证书上给出的K系数； f第i校准点第；次校准的流量计输出的频率值
A.4.3流量计系数的计算
K,=K。(1+E,) K;=(g) fij
(M,）：一一第i校准点的流量计系数。 可采用算术平均法、流量加权平均法、分段线性修正及多项式拟合法等对各流量点的流量计系 处理，得到最终的流量计系数M。
A.4.4流量加权平均误差修正方法
根据实际情况的不同， 计的流量输出在其工作流量范围 性的，那么采用流量加权平均误差法能有效地减小流量计的测量不确定度。如果流量计的输出 性的，还可采用更复杂的误差修正技术。下面介绍通过流量加权平均误差法计算单校准系数，从
量计的测量误差进行修正的方法。 采用A.4中得到的误差值计算ErwM，并应在每一个Ptest下计算一个ErwM和单校准系数（F）（流 又平均误差法的计算实例见A.4.8）。 EswM按公式(A.11)计算：
E. 一一第i校准点流量计的相对示值误差； qi 一第i校准点流量计的流量示值： qmax 一流量计的最大工况流量。 注：q:/qmax为第i校准点权重系数，用mp表示；当qi 围对权重系数进行调整。
2() EPWM 2()
............(Al)
.......(A.l)
E：一一第i校准点流量计的相对示值误差； qmax 一流量计的最大工况流量。 注：Q:/qmx为第i校准点权重系数，用mp表示；当q:=Qmx时，权重系数取0.4。可根据流量计实际运行的流量范 围对权重系数进行调整，
A.4.5单校准系数的计算
单校准系数（F)按公式（A.12)计算：
A.4.6修正后的误差计算
A.4.7校准后K系数和流量的计算
校准后流量计K系数按公式（A.14)计算
Ko一流量计出厂时的K系数或上一次校准后的K系数。 通过校准得出新的K系数可对流量计的测量误差进行修正，修正后可再测试部分流量点以确认修 正效果。确认后的K系数在下次校准前不应作任何修改。 校准后流量计的流量按公式（A.15）计算：
武中： o——流量计第i校准点的流量。
gio——流量计第i校准点的流量
(EicF + 1)
对仅需一次校准的流量计，修正后应尽可能使EFWM趋近零 当流量计在不同压力下进行校准后，应用在最靠近用户规定的工作压力下得到误差值进行ErwM计 算，并用于修正。在没有规定工作压力的情况下，需要用两个EwM的平均值进行修正，即：利用由A.4 计算得出的值画出两条全雷诺数范围内的示值误差曲线，用在相同雷诺数、但不同压力下得到的两个加 权平均误差的算术平均值作为用于计算单校准系数F的ErwM值，以有效地消除测量误差。
示例：流量加权平均误差系数的误差修正计算。
表1一台DN80涡轮流量计的实流校准数据
2流量计EmwM计算汇总表
ZmE, 0.316 6 EF 1.858 4 0.170 4 >
F=100/(100+Erwm)=100/(1000.1704)=1.001 算得到经加权平均修正后的实流校准数据，见表3。
表3经修正后的实流校准数据汇总表
在分界流量上下各选取一个流量点对修正系数进行验证，验证结果应在流量计最大允 围内。
经实流校准后的标准参比条件下的流量测量不础
实流校准可以有离线校准和在线校准两种方式，校准方式不同，其流量测量不确定度估算方法也 不同。
A.6.2离线实流校准
A.6.3在线实流校准后流量测量不确定度估算
u,(q）=u(qf)+u(P)+u(T)+(Z)+u(Zn) (A.17) 扩展不确定度按公式（10）计算
扩展不确定度按公式(10)计算。
主条件下的流量测量不确
校准条件下的流量测量不确定度按公式（A.18)估算 u.(qn.) = /u*(E.) +u
安公式（A.18)估算： u.(qr.)=Vu(E.)+u
一校准用标准装置的标准不确定度； u（E.）校准数据的重复性。 扩展不确定度按公式（10)计算
一校准用标准装置的标准不确定度 u（E.）校准数据的重复性 扩展不确定度按公式（10）计算
对每项测试结果，应以书面报告形式记录下来，并形成流量计的校准证书，由生产厂家或校准部门 提供给用户。对每一台流量计，其校准证书应至少包含下列信息： 生产厂家的名称； 校准机构的名称和地址； 流量计的型号和系列号； 校准日期； 校准方法； 校准时流量计的安装条件； 校准结果数据，包括流量计的输出值（流量或频率）、校准压力、校准温度、校准介质密度、校准 装置的流量测量不确定度、K系数等参数。
流量计的压力损失由驱动流量计所需的能量以及包括改变流动面积和方向引起的内部通道摩擦损 失所决定。压力损失按公式（B.1)进行估算（较小的流量除外）：
△P: 操作条件下压力损失； 取决于流量计类型的压损系数； P 操作条件下气体密度； qf 操作条件下时气体体积流量 考虑到规定条件下的压力损失和理想气体状态方程，则压力损失按公式(B.2)、公式(B.3)计算
△P 操作条件下压力损失； 取决于流量计类型的压损系数； P 操作条件下气体密度； qf 操作条件下时气体体积流量。 考虑到规定条件下的压力损失和理想气
式中： △P, 标准参比条件下压力损失； Pa 标准参比条件下气体密度； qn 标准参比条件下气体体积流量； d: 操作条件下气体相对密度； d. 标准参比条件下气体相对密度； T: 操作条件下气体绝对温度； T. 标准参比条件下气体绝对温度； Zt 操作条件下气体压缩因子； Z. 标准参比条件下气体压缩因子
同公称直径的流量计的典型最大流量额定值见表
AP,= AP [[[[[]
表B.1依赖于最小流速及公称直径的最大流量的额定值
B.1.3最大允许压损
各种类型和口径的流量计或流量计组件的压损数据由生产厂家提供。 一台新制造的流量计用常压下（士10kPa)的空气作介质、在qmx下进行测试的压损应低于表B.2 列出的值。其中，典型最大流量的额定值见表B.1。
B.1.3.2测试方法
在两个取压点之间测量流量计以及为满足安装条件要求附加的组件（上游直管段或流动调整器）的 压损。这两点分别在流量计上游和下游与流量计相同公称通径的1D距离内。测试时注意取压孔的选 择和加工，以保证流态的改变不影响压力的读取。测试在qx下进行。一般在流量计的型式试验中进 行该测试。
B.2操作条件下的最小
为了不超过一定的涡轮转速和一定的压力损失，流量计通常按最大流量（qmx）进行设计。除另有 说明外，流量计这一最大流量对于所有的操作条件都是相同的，包括到规定的最大允许工作压力。根据 生产厂规定的最小流量、压力、温度和气体组分，操作条件下的最小流量可近似按公式(B.4)计算：
Ps 规定条件下的气体密度； 操作条件下的天然气密度 qLmin 操作条件下的最小流量；
qtmin = Q xmin
由于最大流量通常不变化，而最小流量可能变化，所以气体涡轮流量计的量程比一般随气体密 方根而变化，见公式（B.5）：
式中： b 一操作条件下量程比：
B.4温度和压力的影响
.....................(B.5)
当流量计的工作温度和工作压力与校准条件有很大差别时，其性能可能发生变化。这些变化 可能是尺寸变化、轴承阻力变化或物理现象变化
B.5各种流态对流量计性能的影响
如果流量计入口处的流体有大的漩涡，就会影响涡轮叶轮的转速。与涡轮叶轮旋转方向相同的旋 涡使叶轮速度增加，而与旋转方向相反的漩涡则使叶轮速度减小。对于高准确度的流量测量，应通过对 流量计的适当安装，把这种游涡影响减小到轻微的程度
B.5.2速度分布影响
流量计是以其人口处为接近均匀速度分布的条件进行设计和校准的。当明显偏离这一速度 ，涡轮叶轮处的实际速度分布就会影响到给定流量下的叶轮速度。对于一个给定的平均流量，非 度分布与均匀速度相比，通常将产生更高的叶轮速度。在高准确度流量测量时，宜通过对流量计 安装，确保涡轮叶轮处的速度分布基本均匀。
GB/T213912022
附录C （资料性） 流量计的现场检验
涡轮流量计最常使用的现场检验是目检法检查和旋转时间试验。对运行中的流 产生的噪声或振动，常可获知流量计的工作情况。 流量计的剧烈振动通常表明涡轮叶轮已失去平衡的损坏，这会导致流量计完全失效。在较低流量 时，常能听到涡轮叶轮的摩擦声和轴承工作不良的声音，这种噪声不会被正常的流动噪声所掩盖。
目检法检查一般检查涡轮叶轮是否缺叶、是否积聚固体物或腐蚀以及是否有可能影响涡轮叶轮 口叶片组态的其他损坏。还可以检查流量计的内部（包括流动通道、排水孔、通气孔和润滑系统等 角保其中没有积聚的碎屑，
旋转时间试验是用来确定流量计机械阻力现在和过去比较的相对变化。在流量计区域干净和其内 部没有损坏的情况下，如果机械阻力没有重大变化，则流量计准确度不会变化。若机械阻力有较大增 加，则表明流量计计量性能在小流量处已经降级。按用户要求，生产厂可以提供流量计典型的旋转 时间。 旋转时间试验在无气流的区域内且测量机构位于其正常的工作位置下进行。涡轮叶轮以适当的速 度旋转，例如最小速度约为于qm对应的额定速度的1/20，时间测量从旋转开始直至叶轮停止转动。 旋转时间试验一般重复3次且取其平均值。旋转时间减少的原因通常是因为涡轮叶轮轴承的阻力 增加。需要注意到还有其他影响旋转时间的机械阻力，如轴承润滑过度，环境温度低、气流和粘附物。 注：只要规定方法，也能用其他方法进行旋转时间试验
涡轮叶轮处装有脉冲发讯器的流量计提供了检测叶轮上叶片缺损的可能性。通过观测涡轮叶轮脉 冲发讯器的输出脉冲曲线或通过该输出脉冲与连到叶轮轴的从动轮上脉冲发讯器输出脉冲的比较，有 可能获悉叶片的缺损情况。 叶轮叶片或叶轮和指示器间传动轮系中任何其他位置触发的脉冲发讯器与指示器上的脉冲发讯器 相结合，可以用来确定传动轮系的完整性。来自指示器的低频脉冲与来自甚至传动轮系中任何位置产 生的高频脉冲之比是一个与流量无关的常数。 附加在涡轮流量计上的某些体积转换装置也指示流动条件下的体积。转换装置上所记录的体积应 等同于同一时间周期内涡轮流量计机械计数器所记录的体积。
GB/T21391—2022
表D.1流量计算实例用天然气组成
D.2.1求涡轮流量计操作条件下的体积流量
按公式(1)计算得出操作条件下的体积流量：q:= =50/2548=0.01962(m²/s)
D.2.2确定天然气压缩因子Z或超压缩系数F
D.2.3求天然气摩尔质量(M)
天然气摩尔质量可以按照公式(D.1)计算：
............(D.
根据表D.1和公式（D.1），可以得到： M=15.5024+0.4408+0.0829+0.0198+0.0140+0.0006+0.1485+0.4903=16.699(kg/kmo
M=15.502 4+0.440 8+0.082 9+0.019 8+0.014 0+0.000 6+0.148 5+0.490 3=16.699(kg/kmol)
D.2.4求天然气标准参比条件下气体密度
RTZ. Zr;M ......( D.2 0.101325 X16.699=0.6956(kg/m²)
2.5天然气发热量计算
2.5.1天然气在标准参比条件下体积发热量计复
.....................
H,=861.0603+22.8903+4.1 889.792(Ml/kml 按GB/T11062的规定，根据公式(D.4)计算天然气在标准参比条件下理想体积发热量（H9)
+ . 0.101325 =36.990（MJ/m²）
按GB/T11062的规定，根据公式（D.5)计算天然气在标准参比条件下真实体积发热量（H，） H!=H,X P RT
D.2.5.2天然气质量发热量计算
天然气质量发热量（H，)根据公式（D.6)计算： H.=
D.2.6求涡轮流量计标准参比条件下的体积流量
H,=36.990/0.9980=37.064(MJ/m)
GB 50026-2020 工程测量标准（20210601 实施）.pdfH,=889.792/16.699=53.284MJ/kg
H.=889.792/16.699=53.284MJ/kg
按公式（2)计算得到涡轮流量计标准参比条件下的体积流量： Q.=0.019 62×[(1.28+0.096 5)/0.101 325]×[293.15/294.15]×(0.998 0/0.973 9)=0.272 2(m/s) D.2.6.2当天然气计量系统为非贸易计量系统或属于符合GB/T18603一2014表B.1准确度为C级要 求时： 按公式（2)计算得到涡轮流量计标准参比条件下的体积流量：
D.2.7求涡轮流量计的质量流量
按公式(6)计算得到涡轮流量计的质量流量：
D.2.8求涡轮流量计的能量流量
在标准参比条件下天然气的体积发热量为37.064MJ/m"，其能量流量（q。）按公式（7)计算得到： q=qXH,=0.2722X37.064=10.0888(MJ/s) 天然气的质量发热量为53.284MJ/kg各种脚手架的工程施工方案，其能量流量（q。)按公式（8)计算得： q。=qmX H,=0.189 3X53.284=10.086 7(MJ/s) 注：计算过程中有效位数取含会导致能量流量计算结果有微小差异。