GB/T 21446-2008 用标准孔板流量计测量天然气流量

　　ICS 75 . 180 . 30 E 98

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21446—2008

　　用标准孔板流量计测量天然气流量

　　Measurementofnaturalgasflow by meansofstandard orificemeter

　　2008-02-13 发布 2008-08-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 21446—2008

　　目 次

　　前言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 量 、术语和定义 1

　　3 . 1 量 1

　　3 . 2 术语和定义 2

　　4 测量的一般要求 4

　　4 . 1 节流装置 4

　　4 . 2 气流条件 4

　　4 . 3 标准参比条件 5

　　5 安装要求 5

　　5 . 1 总则 5

　　5 . 2 直管段条件 5

　　5 . 3 直管段长度及布置要求 6

　　5 . 4 流动调整器 9

　　5 . 5 孔板夹持器的安装 13

　　5 . 6 装配和垫片 13

　　5 . 7 参数测量和信号引线 13

　　6 孔板的结构形式和技术要求 14

　　6 . 1 孔板 14

　　6 . 2 孔板夹持器 16

　　7 检验要求 18

　　7 . 1 节流装置的几何检验 18

　　7 . 2 系数检定和在线校准 19

　　8 天然气流量测量原理和计算方法 19

　　8 . 1 测量原理 19

　　8 . 2 测量使用范围 19

　　8 . 3 天然气流量计算方法 20

　　8 . 4 天然气流量计算和系数参数确定 22

　　8 . 5 取值方法和数据修约 23

　　8 . 6 孔板流量计计量系统 24

　　9 天然气流量测量的不确定度估算 24

　　9 . 1 不确定度定义 24

　　9 . 2 不确定度的实际估算 25

　　附录 A(规范性附录) 天然气主要物理参数确定和流量计算常用表 28

　　A. 1 主要物理参数确定 28

　　A. 2 天然气流量计算常用表 33

　　附录 B(资料性附录) 流动调整器性能测试 68

　　Ⅰ

　　GB/T 21446—2008

　　B(B) .. 2(1) 标准(说明)装置的评定测试要求(……………………) 6(6)8(8)

　　附(B).录(3) C流(资料性附录(动调整器性)能)参数测量及(测试和评价)信 号…引…线… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 7(6)1(8)

　　C. 1 测量仪表选用规定 71

　　C(C) .. 3(2) 压力及差压测量规(温度测量安装规定)定 7(7)1(1)

　　C. 4 取压孔设置规定 71

　　C(C) .. 6(5) 差压信号管(导压管规定)路安装(……) 7(7)2(2)

　　附录 D(资料性附录) 节流装置在使用中出现部分偏离标准规定的处理 75

　　D(D) .. 2(1) 孔板(说明)开孔直角入(…………)边缘尖锐度受磨蚀(……………………)处理(……) 7(7)5(5)

　　D. 3 测量管内壁粗糙度受磨蚀的处理 75

　　附(D).录(4) E管(资料性附录(道内壁粗糙)度)天然气孔板流量(的流体实验确定)计 计…量…系…统…的…在…线…校…准… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 7(7)8(6)

　　E. 1 在线校准 78

　　7 8

　　E(E) .. 3(2) 在线校准系数(在线校准用标)M(准)流f 量计装置 78

　　E. 4 在线校准的不确定度估算 79

　　附录 F(资料性附录) 天然气流量计算和设计计算实例 80

　　F. 1 天然气流量计算实例 80

　　F. 2 孔板开孔直径设计计算实例 83

　　8 7

　　F(F) .. 4(3) 不确定度估算(差压量程设计)计算实例 85

　　附录 G(资料性附录) 天然气流量计算和设计计算程序框图 89

　　8 9

　　G(G) .. 2(1) 迭代(说明)计 89

　　G. 3 计算机计算程序框图 90

　　附录 H(资料性附录) 天然气流量计算机系统基本技术要求 94

　　H . 1 流量计算机系统运用的一般原则 94

　　H(H) .. 3(2) 流量计算机系统基本(流量计算机系统构成)技 9(9)4(4)

　　H . 4 流量计算机系统的不确定度 96

　　图 1 节流装置的组成和安装示意图 5

　　图 2 β′=0 . 6 直通径阀门全开安装平面图 8

　　图 3 安装示例 9

　　图 4 19 管束流动调整器 10

　　图 5 单独弯头下游安装 19 管束流动调整器实例 12

　　图 6 Zanker 整流板 12

　　图 7 标准孔板 14

　　图 8 孔板平直度测量 14

　　Ⅱ

　　GB/T 21446—2008

　　图 9 法兰取压孔板夹持器 16

　　图 10 角接取压孔板夹持器 17

　　图 B. 1 雪夫隆旋流器 69

　　图 C. 1 取压孔位置图 72

　　图 C. 2 差压仪表装在节流装置上方(无腐蚀介质) 73

　　图 C. 3 差压仪表装在节流装置下方(无腐蚀介质) 73

　　图 C. 4 差压仪表装在节流装置上方(含腐蚀介质) 74

　　图 C. 5 差压仪表装在节流装置下方(含腐蚀介质) 74

　　图 G. 1 流量计算程序框图 91

　　图 G. 2 孔板开孔直径计算程序框图 92

　　图 G. 3 差压量程计算程序框图 93

　　表 1 量和单位的名称及符号 1

　　表 2 孔板与阻流件之间所允许的直管段长度(无流动调整器，数值以管内径 D 的倍数表示) 8

　　表 3 孔板与 19 管束流动调整器之间所允许的直管段长度(阻流件与孔板的距离为 Lz，数值以管

　　内径 D 的倍数表示) 11

　　表 4 孔径 、管内径 、直径比和雷诺数限值表 19

　　表 5 104 Ra/D的最大值 20

　　表 6 104 Ra/D的最小值 20

　　表 7 系数参数最少有效数字位数取值表 24

　　表 A. 1 流出系数 C值表 33

　　表 A. 2 . 1 用 GB/T 17747 . 2 计算的超压缩系数 Fz 值表(以附录 F 天然气组分为例) 43

　　表 A(表 A) .. 3(2). 2 天 然气常(用 AG)用(A)组分(NX)-1的摩尔质量(9计算的超)压、摩尔发热量(缩系数 F)z 值、求和(表)(因(以)子(G)r压(0).缩(6)因(00);子(X)%…;Xn 0 % 为例)… …… 6(5)4(3)

　　表 A. 4 金属材料(20℃ ~ 100℃)的线膨胀系数值表 65

　　表 A. 5 不同压力和温度下甲烷动力黏度 μ值表 65

　　表 A. 6 不同压力和温度下甲烷 cp 及 cv 值表 65

　　表 A. 7 钢管内壁等效绝对粗糙度 K 值表 66

　　表 A. 8 常用隔离液种类及其性质表 66

　　表 C. 1 导压管长度和内径表 72

　　表 D. 1 bK 与 rK /d的关系 75

　　表 D. 2 标准孔板 γ0 值表 76

　　表 F. 1 天然气的组分 80

　　表 F. 2 天然气流量计算顺序和有效数字位数取值表 82

　　表 G. 1 流量迭代计算和能量计算格式 89

　　表 G. 2 孔板开孔直径迭代计算格式 90

　　表 G. 3 差压量程迭代计算格式 90

　　Ⅲ

　　GB/T 21446—2008

　　前 言

　　本标准参考 ISO 5167《用安装在充满流体的圆形截面管道中的差压 装 置 测 量 流 量》(第 1 、2 部 分2003 年 英 文 版)，同 时 参 考 ANSI/API 2530/AGA Report No. 3(第 1 、3 、4 部 分 为 1990 ~ 1992 年第 3 版，第 2 部分为 2000 年 4 月第 4 版)《天然气流体计量 同心直角边孔板流量计》(英文版)。

　　本标准的适用范围 、测量的一般要求 、孔板的结构形式与技术要求 、安装要求以及流出系数和不确定度估算内容符合 ISO 5167 第 1 、2 部分的规定 。本标准与 ISO 5167 的主要差异如下：

　　— 本标准名称改为《用标准孔板流量计测量天然气流量》;

　　— 本标准节流件只采用标准孔板，取压方式只采用法兰取压和角接取压;

　　— 涉及到天然气流量计量特点则参考 AGA No. 3 报告有关资料，并结合国内的实践经验和有关国家标准进行编写，增加了天然气流量测量原理和方法;

　　— 根据天然气流量计量特点，增加了流量和能量的计算实用公式及其计算范例 、孔板流量计计量系统的在线校准 、检验要求 、流量计算机系统基本技术要求 、参数测量及信号引线 、节流装置在使用中出现部分偏离标准规定的处理等内容;

　　— 根据 ANSI/API 2530/AGA Report No. 3 第 2 部分的技术要求在本标准的表 2 中增加了其他任何阻流件(所有种类)的直管段长度规定，在 5 . 2 . 2 . 4 、5 . 4 . 3 . 6 、5 . 6 . 4 、6 . 1 . 2 . 2 、6 . 1 . 7 . 2 的规定中分别采纳了第 2 部分 2 . 5 . 1 . 3 、2 . 6 . 5 、2 . 5 . 1 . 4 、2 . 4 . 1 、2 . 4 . 3 部分较严的技术指标 。

　　本标准的附录 A是规范性附录，本标准的附录 B、附录 C、附录 D、附录 E 、附录 F、附录 G 和附录 H都是资料性附录 。

　　本标准由中国石油天然气集团公司提出 。

　　本标准由石油工业油气计量及分析方法专业标准化技术委员会归 口 。

　　本标准负责起草单 位：中 国 石 油 集 团 工 程 设 计 有 限 责 任 公 司 西 南 分 公 司(四 川 石 油 勘 察 设 计 研究院)。

　　本标准参加起草单位：中国石油西南油气田分公司 、石油工业天然气流量计量站 、北京博思达仪器仪表有限公司 、成都金陵阀门有限责任公司 。

　　本标准主 要 起 草 人：黄 和 、宋 德 琦 、游 明 定 、张 福 元 、文 代 龙 、张 维 臣 、魏 廉 敦 、段 继 芹 、李 万 俊 、王京安 、李正东 、罗明强 、赖忠泽 。

　　Ⅴ

　　GB/T 21446—2008

　　用标准孔板流量计测量天然气流量

　　1 范围

　　本标准规定了标准孔板的结构形式 、技术要求;节流装置的取压方式 、使用方法 、安装和操作条件 、检验要求;天然气在标准参比条件下体积流量和能量流量 、质量流量以及测量不确定度的计算方法 。 同时还给出了计算流量及其有关不确定度等方面的必需资料 。

　　本标准适用于取压方式为法兰取压和角接取压的节流装置，用标准孔板对气田或油田采出的以甲烷为主要成分的混合气体的流量测量 。

　　本标准不适用于孔板开孔直径小于 12 . 5 mm,测量管内径小于 50 mm 和大于 1 000 mm,直径比小于 0 . 1 和大于 0 . 75 ,管径雷诺数小于 5 000 的场合 。

　　对改建或新建的计量系统应满足本标准要求 。本标准不强调更新已建计量系统 。如果计量系统不满足本标准要求，由于流动条件和上游直管段不相适应，就可能存在计量系统附加误差 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过在标准中的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB 3836 . 1 爆 炸 性 气 体 环 境 用 电 气 设 备 第 1 部 分：通 用 要 求 ( GB 3836 . 1—2000 , eqv IEC 60079-0:1998)

　　GB/T 8170—1987 数值修约规则

　　GB/T 11062—1998 天然气发热量 、密度 、相对密度和沃泊指数的计算方法(neq ISO 6976:1995) GB/T 15464—1995 仪器仪表包装通用技术条件

　　GB/T 17747(所有部分) 天然气压缩因子的计算[eqv ISO 12213(所有部分)]

　　GB/T 18603—2001 天然气计量系统技术要求

　　JJG 640—1994 差压式流量计

　　JJF 1059—1999 测量不确定度评定与表示

　　3 量 、术语和定义

　　3 . 1 量

　　本标准所用量和单位的名称及符号见表 1 。

　　表 1 量和单位的名称及符号

　　量的符号

　　量 的 名 称

　　量 纲

　　单 位 符 号

　　C

　　流出系数

　　1

　　d

　　操作条件孔板开孔直径

　　L

　　m

　　D

　　操作条件上游测量管内径

　　L

　　m

　　E

　　渐近速度系数

　　1

　　FG

　　相对密度系数

　　1

　　FT

　　流动温度系数

　　1

　　1

　　GB/T 21446—2008

　　表 1(续)

　　量的符号

　　量 的 名 称

　　量 纲

　　单 位 符 号

　　FZ

　　超压缩系数

　　1

　　Ra

　　粗糙度算术平均偏差

　　L

　　m

　　P

　　静压

　　ML- 1 T- 2

　　Pa

　　qm

　　质量流量

　　MT- 1

　　kg/s

　　qv

　　体积流量

　　L3 T- 1

　　m3 /s

　　qE

　　能量流量

　　ML2 T- 3

　　J/s

　　s

　　标准参比条件质量发热量

　　L2 T- 2

　　J/kg

　　~

　　Hs

　　标准参比条件体积发热量

　　ML- 1 T- 2

　　J/m3

　　ReD(或d)

　　管径(或孔径)雷诺数

　　1

　　T

　　气流热力学温度

　　Θ

　　K

　　t

　　气流摄氏温度

　　Θ

　　℃

　　Z

　　压缩因子

　　1

　　Δp

　　差压

　　ML- 1 T- 2

　　Pa

　　Δpc

　　流动调整器的压力损失

　　ML- 1 T- 2

　　Pa

　　β

　　直径比，β=d/D

　　1

　　ε

　　可膨胀性系数

　　1

　　μ

　　气体动力黏度

　　ML- 1 T- 1

　　Pa · s

　　κ

　　等熵指数

　　1

　　ρ

　　气体密度

　　ML- 3

　　kg/m3

　　注 1 ：在 “量纲 ”栏中，长度 、质量 、时间和热力学温度的量纲，分别用 L、M、T 和 Θ 表示 。

　　注 2：下标 f代表在操作条件下的参数，下标 n代表在标 准 参 比 条 件 下 的 参 数，下 标 1 代 表 有 关 上 游 取 压 孔 平面上的参数，下标 2 代表有关下游取压孔平面上的参数 。

　　3 . 2 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准 。

　　3 . 2 . 1

　　标准孔板 standard orificeplate

　　标准孔板(简称孔板)是由机械加工获得的一块圆形穿孔的薄板 。它的节流孔圆筒形柱面与孔板上游端面垂直，其边缘是尖锐的，孔板厚与孔板直径相比是比较小的 。它应在本标准规定范围所提供的数据和要求进行设计 、制造 、安装和使用 。

　　3 . 2 . 2

　　孔板夹持器 orificeplateholder

　　孔板夹持器是用来输出孔板产生的静压力差并安置和定位孔板的带压管路组件 。

　　3 . 2 . 3

　　测量管 metertube

　　测量管是指孔板上下游所规定直管段长度的一部分，各横截面面积相等 、形状相同 、轴线重合且临近孔板，按技术指标进行特殊加工的一段直管 。

　　2

　　GB/T 21446—2008

　　3 . 2 . 4

　　节流装置 throttlingdevice

　　使管道中流动的流体产生静压力差的一套装置 。整套节流装置由标准孔板 、取压装置和上下游直管段所组成 。

　　3 . 2 . 5

　　标准孔板流量计 standard orificeplatemeter

　　标准孔板流量计由节流装置 、信号引线和二次仪表系统所组成 。

　　3 . 2 . 6

　　直径比 diameterratio

　　β

　　孔板开孔直径与上游测量管内径之比 。

　　3 . 2 . 7

　　取压孔 pressuretap

　　取压孔是指在孔板夹持器上沿径向加工出的一个圆孔，其内边缘是光滑的并且无毛刺 。

　　3 . 2 . 8

　　差压 differentialpressure

　　Δp

　　“差压 ”这个术语仅适用于本标准中所规定的在上下游取压孔位置上所取得的静压力之差 。

　　3 . 2 . 9

　　静压 staticpressure

　　P

　　静压是指在上 、下游其中一个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 . 10

　　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并将它应用到理论流量方程中以获得实际的流量 。对不可压缩流体由式(1)确定：

　　C ……………………………( 1 )

　　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 。 只要节流装置几何相似，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 . 1 1

　　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，它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 ……………………………( 2 )

　　在流量方程推导中定义：

　　3

　　GB/T 21446—2008

　　α称为流量系数，它是直径比β 和管径雷诺数ReD 的函数 。流出系数与流量系数的关系见式(3) :

　　C ……………………………( 3 )

　　3 . 2 . 12

　　可膨胀性系数 expensibilityfactor

　　ε

　　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)进行标定时由式(4) 求得 εC 值，该值取决于雷诺数 、差压和气体等熵指数 。式中流出系数 C为相同雷诺数在液体中直接标定而确定的数值 。

　　……………………………( 4 )

　　因此，可膨胀性系数是由式(5)所确定的一个系数：

　　……………………………( 5 )

　　当流体是不可压缩流体时，ε等于 1;当流体是可压缩流体时，ε小于 1 。

　　实验表明，ε 与雷诺数无关，对于给定的节流装置在已知直径比时，ε 只取决于差压 、静压和等熵指数 。本标准给出了计算孔板ε值的经验方程式 。

　　3 . 2 . 13

　　管径(或孔径)雷诺数 pipe ororificeReynoldsmunber

　　ReD(或 Red)

　　表征流体惯性力与黏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 D(或孔板孔径 d)所表示的雷诺数，如式(6)所示：

　　ReD Red

　　3 . 2 . 14

　　等熵指数 isentpropicexponent

　　κ

　　在可逆绝热(等熵)转换条件下，压力的相对变化与密度的相对变化之比 。 它随气体的组成以及随其温度和压力的变化而变化 。

　　为了计算天然气流量，在本标准中可以将比热容比代替等熵指数 。

　　4 测量的一般要求

　　4 . 1 节流装置

　　4 . 1 . 1 节流装置应按照本标准的规定制造 、安装和使用 。

　　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 节流装置应采用已知膨胀系数的材料制造，除非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例外 。

　　4 . 2 气流条件

　　4 . 2 . 1 气流通过节流装置的流动应是保持亚音速的，稳定的或仅随时间缓慢变化的 。本标准不适用于脉动流的流量测量 。

　　4 . 2 . 2 气流应是均匀单相的牛顿流体 。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

　　4

　　GB/T 21446—2008

　　分散状态，也可以认为是均匀单相的牛顿流体 。

　　4 . 2 . 3 气流流经孔板以前，其流束应与管道轴线平行，气流流动应为充分发展紊流且无旋涡，管道横截面所有点上的旋涡角小于 2 °,即认为无旋涡 。

　　4 . 2 . 4 为进行流量测量，应保持孔板下游侧静压力与上游侧静压力之比等于或大于 0 . 75 。

　　4 . 2 . 5 可接受的速度剖面条件为：横截面上同一径向位置上的轴向局部流速与轴向最大流速的比值与很长直管段(超过 100 D)后管道横截面上之流速比值在 5%之内一致 。

　　4 . 3 标准参比条件

　　本标准规定天然气体积流量计量的标准参比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件均为绝对压力pn 等于 101 . 325 kPa 和热力学温度 Tn 等于 293 . 15 K 。也可采用合同压力和合同温度作为参比条件 。

　　5 安装要求

　　5 . 1 总则

　　5 . 1 . 1 本标准规定的节流装置见图 1 。

　　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，除了取压孔 、测温孔外，无本标准规定之外的障碍和连接支管 。直管段毗邻孔板的上游 10 D(D为上游测量管内径，下同)或流动调整器后和下游 4 D 的直管部分需机加工，并符合本标准规定 。

　　5 . 1 . 3 符合上述所要求的最短直管段长度随阻流件的形式和直径比而异，并随是否安装流动调整器而不同，见 5 . 3 。

　　1 — 上游侧第二阻流件;

　　2 — 上游侧第一阻流件;

　　3 — 孔板和孔板夹持器;

　　4 — 差压信号管路;

　　5 — 下游侧第一阻流件;

　　6 — 孔板前后测量管;

　　l0 — 第一阻流件与第二阻流件之间的直管段;

　　l1 — 孔板上游的直管段;

　　l2 — 孔板下游的直管段 。

　　图 1 节流装置的组成和安装示意图

　　5 . 2 直管段条件

　　5 . 2 . 1 直管段直度

　　节流装置用的直管段应该是直的 。 当与管道直线的偏移不超过其长度的 0 . 4%时，则认为管道是直的，通常情况下只需目测检验 。上下游直管段上管段对接引起管道直线的偏差也应不超过其长度的0 . 4% 。

　　5 . 2 . 2 直管段圆度和直径

　　5 . 2 . 2 . 1 直管段圆度在孔板上下游侧距取压孔沿测量管轴向长度上各为 0 . 5 D 的范围内，应实测 。实

　　5

　　GB/T 21446—2008

　　测结果，其测量管内圆柱表面圆度公差应满足 5 . 2 . 2 . 2 、5 . 2 . 2 . 3 和 5 . 2 . 2 . 4 要求 。

　　5 . 2 . 2 . 2 在离取压孔(装有夹紧环时，应在夹紧环前缘)0 D、0 . 5 D 及 0 D 至 0 . 5 D 之间的上游直管段上取三个与管道轴线垂直的横截面，如果有焊缝第三横截面应位于焊缝上 。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，求算术平均值为其实际直径值 。任一单测值与平均值比较，其偏差的绝对值不得超过 0 . 3% 。

　　5 . 2 . 2 . 3 在离孔板上游端面的上游直管段上，在 2 D 至 10 D 长度范围内，管道内径与按 5 . 2 . 2 . 2 测得的内径平均值之差的绝对值不得超过内径平均值的 0 . 3% 。

　　5 . 2 . 2 . 4 在离孔板上游端面 2 D 长度的下游直管段上，管道内径与上游直管段的内径平均值之差的绝对值应不超过内径平均值的 0 . 5%,可通过检测下游直管段一个直径的方法判断 。

　　5 . 2 . 2 . 5 在所 要 求 的 最 短 直 管 段 长 度 范 围 内，管 道 横 截 面 应 该 是 圆的 。 邻 近 孔 板 2 D 范 围 内 按

　　5 . 2 . 2 . 2作特殊检验，2 D 至 10 D 在现场用量具作常规检验，10 D 外作一般检验，一般检验只要 目测检验表明管子外部是圆的，就可认为横截面是圆的 。

　　5 . 2 . 2 . 6 安装在孔板与其上游第一个阻流件之间的上游直管段，可由一种或多种截面的管段组成，用配对法兰口径配对连接 。 只要任一横截面的直径与 D 之差 ΔD 的绝对值或台阶 h 满足在 10 D 之内不超过 0 . 3%,在 10 D 之外不超过 2%的圆度要求，则流出系数无附加不确定度 。

　　5 . 2 . 2 . 7 如果任一横截面的直径与 D 之差 ΔD 的绝对值或台阶 h 超过 5 . 2 . 2 . 6 规定的极限值，但符合式(7)并小于 0 . 05 要求时，则流出系数的不确定度应算术相加 0 . 2%附加不确定度 。

　　ΔD(D(或) h)<0 . 002 ……………………………( 7 )

　　式中：

　　S— 上游取压孔或夹紧环到直管段横截面变化处或台阶的距离;

　　β— 实测孔板开孔直径与上游测量管内径之比，即β=d/D。

　　5 . 2 . 2 . 8 如果任一横截面的直径与 D 之差的绝对值或台阶不符合式(7) 和等于大于 0 . 05 的极限值，则认为不符合本标准 。

　　5 . 2 . 3 直管段内壁粗糙度

　　直管段内部应保持清洁，除掉污垢，管道内壁上的腐蚀硬皮也应除掉 。

　　直管段内表面粗糙度算术平均偏差 Ra应在与用于确定和检验测量管内径相同的轴向位置上进行至少 4 次的测量确定 。在测 Ra时，应采用测量上限值不小于 0 . 75 mm 的电子平均表面粗糙度测试仪或其他类型的表面粗糙度测试仪 。粗糙度随每次测量和检验节流装置之后所经过的时间而变化，在制定测量和清洗测量管周期以及检验 Ra值时应考虑这种变化 。

　　当 K 为莫氏( Moody)图上给出的等效绝对粗糙度时，可通过假定 Ra等于 K/π来获得 Ra的大约值 。不同材料的 K 值也可从参考文献所列各种表中获得，附录 A 表 A. 7 给出了常用钢管内壁的 K 值 。 K 值还可用流体实验确定 。

　　在孔板上游侧至少 10 D 和下游侧至少 4 D 的长度范围内的直管段部分(测量管)的内表面，其粗糙度限值应符合 8 . 2 . 2 的规定 。

　　5 . 3 直管段长度及布置要求

　　5 . 3 . 1 表 2 列出了各种阻流件要求的最短直管段长度，但在孔板上游安装流动调整器时可以缩短(见5 . 4) 。对于其他任何阻流件(特别是汇管)，推荐在阻流件的下游设置流动调整器，以缩短直管段长度 。

　　5 . 3 . 2 当所用直管段等于或比表 2 的规定值长时，则符合本标准 。

　　5 . 3 . 3 当上游或下游直管段短于表 2 的规定值时，需采用加装流动调整器或在线校准措施 。

　　5 . 3 . 4 在进行流量测量时，表 2 所示阀门应为全开 。孔板上游的截断阀应设为全开直通径球阀或闸

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　　GB/T 21446—2008

　　阀，该阀门应配备限位器以便指示开启位置，其公称直径与上游管道相同，与相连管道内径可以不同 。

　　5 . 3 . 5 在节流装置中，测量管内径与相邻管道系统内径相匹配的上游阀门，设计成全开状态，直径差和台阶不大于 5 . 2 . 2 . 6 及 5 . 2 . 2 . 7 所允许的规定值，可被认为是直管段长度的一部分，但在测量流量时，阀门应完全打开，其他阀门不应直接安装在孔板的上游(如调节阀)，需要时用孔板下游阀实现流量控制和调节 。

　　5 . 3 . 6 表 2 所列值是在该阻流件上游有一段相当长的直管段进行实验确定的，因此阻流件上游的速度分布被认为是充分发展的，并且无漩涡 。实际上，这些条件很难达到，以下布置可作为标准安装方法的指南 。

　　a) 如果表 2 所列的几种类型阻流件包括由弯头组合被看作一个单独的阻流件，串联排列在孔板上游时，应采用下列布置：

　　1) 孔板上游阻流件 1 与孔板之间应有一段直管段 l1 ,至少要等于表 2 中给出的最短长度，以便确定适合连接阻流件 1 的直径比 。

　　2) 阻流件 1 与离孔板稍远的另一阻流件(阻 流 件 2) 之 间 应 设 置 直 管 段 l0 。 l0 可 按 阻 流 件2 管径及类型和直径比β为 0 . 67(不论实际β为多少)，取表 2 中所列数值的一半 。

　　3) 如果上游直管段有一直通径阀门位于阻流件(如渐扩管)之后，则阀门可以安装在阻流件的出口上 。 阀门与孔板之间的长度为第二阻流件要求的长度 l0 和第一阻流件要求的长度 l1 之和，参见图 2 。应注意：应满足 5 . 3 . 6 b)的要求 。

　　b) 除满足 a) 中规定外，任何阻流件或将两个连续的弯头作为单独阻流件安装在孔板上游，应距孔板有一定距离，此距离至少应满足孔板处管径和该阻流件与表 2 中相同直径比的孔板和阻流件所要求的距离一样，不管该阻流件与孔板之间的阻流件类型，均应满足孔板与任何阻流件或弯头组合体所要求的距离 。孔板与阻流件之间的距离是沿着管道中心轴测得的 。

　　c) 推荐将流动调整器安装在孔板上游与汇气管的下游之间，因为当汇气管的横截面积大约等于

　　1 . 5 倍操作流量计量管道的横截面积时，一直存 在 速 度 剖 面 变 形 和 出 现 涡 流 的 高 度 可 能 性 。当距孔板第二远(或更远)的阻流件是弯头组合体时，则按表 2 布置，弯头之间的距离按弯头 自身直径倍数来计算，且应满足与孔板之间的距离要求 。

　　5 . 3 . 7 以 5 . 3 . 6 a )和 b)应用的三种情况作为例子，在每种情况下，第二阻流件是两个在垂直平面上的弯头(两弯头之间的距离是弯头直径的 10 倍，孔板的直径比为 0 . 4) 。

　　a) 如果第一阻流件是一全开直通径球阀[见图 3 a)],则该阀门与孔板之间的距离至少应为12 D (见表 2) ,垂直平面上两弯头与阀门之间的距离至少应为 22 D[见 5 . 3 . 6 a)];垂直平面上两个弯头与孔板之间的距离至少应为 44 D[见 5 . 3 . 6 b)] 。如果阀门的长度 为 1 D，则 需 要 增 加9 D 的长度，增加的长度可以在阀 门 的 上 游 或 下 游，或 阀 门 的 部 分 上 游 和 部 分 下 游 。 还 可 按

　　5 . 3 . 6 a) 3)的要求将阀门移至垂直平面上两弯头的附近，但应满足垂直平面上两弯头到孔板的距离至少有 44 D[见图 3 b)] 。