中山火力发电有限公司
摘要：本文就气体管道中的管道阻力导致的的压力损失，对不带温度压力修正的流量计导致计量精度制约进行分析。同时，论述了同一管道内串联的两只流量计精确性不同影响因素与理论。
关键词：管道截流件；流量计精确度；研究分析
通常情况，工业流量计仪表分为有温度压力补偿仪表与没有温度压力补偿的仪表。但是，二者流量计多会由于管道流动阻力导致压力消耗，含有温度压力补偿的仪表可以将消耗更改至标态的流量；若无温度压力补偿的仪表容易导致计量偏差。
一、计量偏差
伴随着热力市场的进步发展，供气流量计成为功供给方与需求方贸易结算根据，并对机组运行标准产生较大影响。供气流量计精准计量与各方经济效益的提高有着重要作用，鉴于此各单位开始注重供气流量计量准确性。差压式流量计具有安装简单、结构便利、稳定性强与使用时间长的特点，从而得到了推广与应用。蒸汽测量过程中使用差压式流量计需要做好型号选择、变送器选择；否则将影响流量计的准确性。当前影响差压式流量计测量精准性因素集中体现在：设备选型错误、变送器等二次测量转换设备选型不当、一次测量构件安装标准低、仪表管道与变送器安装标准低，从而影响计量偏差。
现阶段，流量计的应用在不同状态下，用气方与供气方因为相关问题多会安装流量计。笔者以实际案例为例，一条用气管道中串联2只流量计。供气与用气方，距离100m的管道，中间有2个调节阀门与90堵弯曲管道。供气方安装DN80mm涡轮流量计，用气方安装DN50mm涡街流量计。2台流量计的精准性在1.5级，全部为不带温度压力修正的速度式流量计。在安装2个月后进行用气结算，显示用气方比供气方计量多。该过程中。二者同时把流量计送到相关计量单位，结果显示全部在标准范围内，未有偏差。该问题在贸易计量中较为常见，容易导致贸易矛盾。
两块在工况环境下应用仪表，若同样压力条件下，等精准性计量结果需要在控制范围中。由于2个仪表间隔时间较长的管道与安装的调节阀对气体流动造成摩擦阻力，造成2只仪表压力不同现象造成计量变化。
二、流量在管内的压力消耗
工业管路系统多分为直管与管件、阀门。相应流体流动阻力分为沿程阻力与局部阻力；其中，沿程阻力分为流体流径一定直径的直管时因为内摩擦而出现的阻力；局部阻力则为流体流径管件、阀门等部分因为流速变化出现阻力。接下来，笔者就流量在管内的压力消耗进行分析。
（一）直管段导致的沿程阻力推算
层流条件下，沿程阻力是通过黏性摩擦出现的；紊流条件下沿程阻力则是通过黏性摩擦导致。不过，通过流体质点的移动与横向脉动导致。通常管道内流体流动沿程阻力方程为：
，其中，
表示流程阻力；m或J/N；l表示管道长度，m；d表示管道直径，m；V表示管道截面中的平均速度，m/s；
表示沿程阻力参数，这和管道材料流体属性有着密切联系。
各流动条件下，沿程阻力参数
有着明显差异；通常光滑管道内， 
与Re值相连。但是，在粗糙管道内，
和Re值对粗糙度Δ/d相关，Δ表示关闭的决定粗糙度。根据相关管道与Re、Δ/d关系图，将Re划分为多个区域，层流层、边界层、光滑管区、过渡区、完全紊流粗糙管区，用于代表沿程阻力参数和雷诺参数、相对粗糙关系。
如果20℃燃气经过直径50mm，长为100m，绝对粗糙为0.12mm的铆接钢管，燃气流速在10m/s。求燃气长管道中的流程损失。管道相对粗糙度是0.0024，取的
为0.027。20℃下燃气运动黏度为0.1384*10-4m2/s。从而得出：Re=Vd/v=10*0.05/0.1385*10-4=3.61*105。结合Re与Δ/d得出
为0.027，等于试取参数并且流动位置在紊流阻力平方区中。因此，无明显变化从而得出沿程损失通过公式代入为275.23J/N。
（二）弯管与阀门导致的局部压力损失
管道中流动的液体不仅包含顺着长度方向的沿程阻力，还包含流动载面的变化，流动方向的变化与辅助构件等阻力，全部叫做局部阻力。
事实证明，当雷诺参数较高条件下，局部阻力参数和平均流速平方为正比。针对各管配件，局部阻力参数参数不一多决定于流动雷诺值、避免粗糙与局部障碍物状态。不同局部阻力条件下：管道截面增加的局部阻力。将截面与管壁作为控制面，计算流体经过控制面的能量变化与动量变化，得出局部阻力与阻力参数。
通过实例可以看出，两个调压阀分为是90°的弯管与80变为50的变径管。已知调压阀为0.15；变径管为0.1875；弯管为0.985，结合相关参数可以得出：不同阻力件对管道的局部压力损失为调压阀为0.765J/N；变径管为0.956J/N；弯管为50.23J/N。
（三）压力损失计算
通过以上案例得出：管道口径为50mm，输气量为3000立方米，燃气温度为20℃，运动黏度为0.1385*10-4m2/s，管道全长为100m。上有曲率半径为50mm的90°弯头1个、阀门2个，管道绝对粗糙度为0.12m。如果管道内燃气流速为10m/s，进口位置压力则为1.6*105Pa，求：达到出口位置的速度参数。
20℃下燃气密度为0.74kg/m3，是供气方仪表显示的流量Q1，绝对压力为P1；用气方显示的流量为Q2，绝对压力为P2。如果将Q1作为标准流量，由于供气方与出气口较近损失较小，通过流体上任意两点间的方程得出速度参数为13.19m/s。进气口流速在10m/s，形成较大偏差而出现贸易矛盾。
由此不难看出，管道沿程阻力中，对无修正的仪表的计量准确性影响较高。一般该阶段就可以得到流量计量变大的原因为沿程压力损失。
三、压力损失参考表
天然气管道如果选择常规煤气管道的钢管的绝对粗糙度计算，那么50mm口径的管道下以10m/s流速流动，20℃条件下压力损失如表一。
结语
综合分析，本文通过对用气管道的阻力计算可以得出仪表在型号选择时需要注重压力损失影响，做好仪表选择。计量上有表况计量、工况计量等不足，因此在型号选择时应注重现场安装环境从而科学选择流量计。确认仪表在压力损失变化稳定条件下，建议选取不带温度压力补偿的仪表，反之则压力损失超出流量偏差范围，则需要选择带温度压力补偿的仪表。这样一来，能够得出管道压力损失偏差。笔者分别从：计量偏差、流量在管内的压力消耗、压力损失参考表，三方面进行分析，希望对流量计测量起到帮助性作用，提供参考。
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论文作者:黄超男
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
标签：阻力论文; 流量计论文; 管道论文; 压力论文; 仪表论文; 损失论文; 局部论文; 《基层建设》2018年第6期论文;