摘要：文章根據(jù)流量計的分界流量與量程比、*大允許誤差之間的緊密關系，成功地進行了流量計的選型，在保證流量計計量精度的前提下降低了分界流量，符合了標準要求。通過案例可以了解到合理地利用分界流量，不僅可以擴大流量計的測量范圍，還可以降低流量計的起步流量。對涉及到分界流量的速度式流量計，在流量計選型時應充分考慮、利用分界流量，使得流量計的能力在現(xiàn)場實踐中得到充分發(fā)揮。
1概述
自GB/T21391—2008《用法蘭連接渦輪流量計測量天然氣流量》開始實施以來，法蘭連接渦輪流量計在天然氣工業(yè)中的應用越來越廣泛。渦輪流量計是一種速度式流量計，具有精度高（現(xiàn)多為0.5級或1.0級），結構簡單，耐壓高，量程比大（一般量程比Qmin：Qmax＝1：10，*大可達Qmin：Qmin＝1：50），重復性好，維修方便等優(yōu)點。它廣泛應用于石油、化工、工業(yè)鍋爐、燃氣調壓站、天然氣輸配氣管網、城市燃氣等領域，且被廣泛使用于貿易計量。在歐洲和美國渦輪流量計是繼孔板流量計之后的*二個法定天然氣流量計，已經發(fā)展為多品種、多規(guī)格、批量生產規(guī)模的天然氣流量計，標準規(guī)范也十分完備。
在我國現(xiàn)行有效的法蘭連接渦輪流量計標準中，對渦輪流量計的計量性能技術要求是量程范圍內高區(qū)和低區(qū)的*大允許誤差要有所區(qū)別，因此標準不可避免地都涉及到分界流量。不同的法蘭連接渦輪流量計標準對分界流量的定義和規(guī)定有所不同，如何利用分界流量選擇合適的流量計是設計者、使用者應該關注的問題。
2現(xiàn)行法蘭連接渦輪流量計標準中關于分界流量的規(guī)定
我國現(xiàn)行有效的的法蘭連接渦輪流量計標準有GB21391—2008《用法蘭連接渦輪流量計測量天然氣流量》、GB/T18940—2003《封閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》、JJG1037—2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》，在以上三個標準中對分界流量的規(guī)定分別如下。
2.1GB21391—2008《用法蘭連接渦輪流量計測量天然氣流量》
在GB21391—2008《用法蘭連接渦輪流量計測量天然氣流量》對分界流量有明確的定義，即低于該流量要采用擴展誤差限的流量值。標準*5.2條從*大允許誤差和量程比兩方面對分界流量做出了規(guī)定，且明確了量程比是在*大允許誤差范圍內流量計的*小流量和*大流量之比。該標準中對渦輪流量計要求的*大允許誤差如表1所示，量程比與分界流量9，的關系如表2所示。

2.2GB/T18940—2003《封閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》在GB/T18940—2003《封閉管道中的氣體流量的測量渦輪流量計》中沒有明確定義分界流量，僅在標準*8.1條規(guī)定：所有流量計在其指定的流量范圍內，*大允許誤差應為±1％。當*小流量qmin小于0.2qmin時，在qmin~0.2qmin范圍內的*大允許誤差為±2％。這表明該標準認為0.2qmin是法蘭連接渦輪流量計*大允許誤差的分界點，即流量計的分界流量為0.2qmin。
2.3JJG1037—2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》
JJG1037—2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》適用于液體渦輪流量計和氣體的渦輪流量計的檢定，該標準對分界流量也有明確的定義，即在*大流量和*小流量之間的流量值，它將流量范圍分割成*大允許誤差的不同的兩個區(qū)，即“高區(qū)”和“低區(qū)”。規(guī)程*5.1.1條規(guī)定：法蘭連接渦輪流量計在規(guī)定的流量范圍內準確度等級、*大允許誤差應符合表3的規(guī)定，對分界流量＆的規(guī)定如表4所示0

從表3、表4可知，準確度等級高于0.5級的渦輪流量計，不設分界流量，在天然氣貿易計量中常用的準確度等級等于或低于0.5級渦輪流量計，均采用分界流量分段處理，可根據(jù)分界流量判斷*大允許誤差的突變點，且分界流量和流量計的量程比也有緊密聯(lián)系。
從以上三個渦輪流量計標準和規(guī)程分界流量的界定可知，流量計的分界流量屬于人為的劃分，其目的是為了擴大渦輪流量計的量程比，同時又不讓*小流量偏離線性區(qū)太遠，因此流量計的分界流量對渦輪流量計*大允許誤差的判定有著關鍵性的影響.
3分界流量在流量計選型中的應用
渦輪流量計的分界流量和量程比、*大允許誤差有著緊密的關系，使得在選用渦輪流量計時分界流量起著至關重要的作用。例如，在選用渦輪流量計時，為確保流量計的*大允許誤差滿足GB/T18603—2014《天然氣計量系統(tǒng)技術要求》表B.1不同等級的計量系統(tǒng)中準確度等級的要求，需要考慮流量計在分界流量以下范圍運行時流量計的允許誤差。通過以下案例，讀者更容易理解分界流量的重要性。
3.1配氣站流量計初次選型
某配氣站設計能力（標準參比條件）達到Ａ級計量系統(tǒng)的要求，根據(jù)GB/T18603—2014《天然氣計量系統(tǒng)技術要求》附錄B.1，計量系統(tǒng)需要配備準確度等級1.0級的流量計才可滿足標準要求。
該配氣站在標準參比條件下的來氣量為450~7.5ｘ104Ｎｍ3/ｈ，流量量程比為1：167，量程比過大，無法選擇單**量計用來計量全量程流量，*終采用計量系統(tǒng)多路并聯(lián)分段計量的方式。根據(jù)來氣壓力、溫度、組分，計算出流量計在工作條件下的計量范圍為100~3400ｍ3/ｈ。設計者考慮在小流量范圍時選擇兩套精度等級為1.0級、口徑為ＤＮ100、規(guī)格為G400的渦輪流量計，其計量范圍是32~650ｍ3/ｈ，其中一套做備用流量計（此處暫不涉及大流量情況）。
由表1可知，流量計在分界流量至*大流量之間時(q1≤q≤qmin)精度等級可達到1.0級，在*小流量和分界流量之間時(qmin≤q≤qt)流量計的精度等級降低至2.0級。選擇的兩套渦輪流量計量程比同為1：20，根據(jù)表2可以得出：
q1＝0.2qmax
計算得出該流量計的分界流量值為：
ｑ1＝130ｍ3/ｈ
流量計在工作條件下的計量范圍為100~3400ｍ3/ｈ，則流量計存在著在用氣量*低值和分界流量（100~130ｍ3/ｈ）范圍運行的時間段。流量計在分界流量以下范圍運行，精度等級只能保證在2.0級，無法達到精度等級1.0級的要求，不滿足GB/T18603—2014《天然氣計量系統(tǒng)技術要求》對Ａ級計量系統(tǒng)的規(guī)定。
此時出現(xiàn)分界流量高于用戶用氣量*低值而導致流量計選型無法滿足標準要求的問題，設計者需要重新考慮流量計的選型。
3.2流量計二次選型
查看流量計的選型數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，ＤＮ100渦輪流量計有三類G160、G250、G400，其流量范圍分別為：G160（13~250）ｍ3/ｈ、G250（13/20~400）ｍ3/ｈ、G400（20/32~650）ｍ3/ｈ。此三類流量計在分界流量至*大流量之間（9ｌ專9在都可達到精度等級為1.0級的要求。其中規(guī)格為G250和G400的渦流量計除量程比為1：20的常用規(guī)格外，還有量程比為1：30的規(guī)格，此時這兩類流量計的流量范圍分別為13~400ｍ3/ｈ、G400（20~650）ｍ3/ｈ。
根據(jù)表2、表4可知，渦輪流量計在量程比為1：30時，分界流量為0.15qmax，因此從此處著手，可以重新選擇既符合標準要求，又能滿足現(xiàn)場生產需求的渦輪流量計。
在此次小流量范圍的流量計選型中如果將量程比為1：20的渦輪流量計G400（32~650）ｍ3/ｈ換為量程比為1：30的渦輪流量計G400（20~650）ｍ3/ｈ，其分界流量qt將由0.20qmax降低至0.15qmax，可大幅度地降低分界流量值，使得重新選型后的流量計可滿足標準要求。
根據(jù)表2，選用量程比為1：30的渦輪流量計后分界流量為：
qt=0.15qmax
計算得出此時流量計的分界流量值為：
qt=97.5m3/h
流量計經過重新選型后的流量計分界流量值由原來的130ｍm3/h降低至97.5ｍm3/h，此時流量計計量范圍既可以覆蓋用戶小流量用氣，也可以滿足標準對Ａ級計量系統(tǒng)的規(guī)定，在用戶*小用氣量100m3/h以上時流量計精度等級可達到1.0級。而且，選擇量程比為1：30的渦輪流量計后流量計的起步流量由32m3/h降低至20m3/h，起步流量計更低，更有利于流量計在小流量范圍的準確計量。
3.3價格的差別
通過生產廠家了解到，在相同口徑、相同壓力等級的條件下，量程比為1：20的渦輪流量計與量程比為1：30的渦輪流量計價格相差無幾。從用戶角度而言，選擇量程比為1：30的流量計遠較選擇量程比為1：20的流量計更能解決問題，更值得投資。
4結束語
針對該配氣站流量計初次選型失敗，根據(jù)流量計的分界流量與量程比、*大允許誤差之間的緊密關系，將量程比1：20流量計換為量程比1：30的流量計，成功地在保證計量精度的前提下降低了流量計的分界流量數(shù)值，符合了標準要求。
（1）通過案例，可以了解到合理地利用分界流量，不僅可以擴大流量計的測量范圍，還可以降低流量計的起步流量。
（2）通過案例，可以充分了解到分界流量的重要性，分界流量和量程比、*大允許誤差之間的緊密關系，使得在選用渦輪流量計時分界流量能得到更多關注。
（3）對速度式流量計而言，不論是渦輪流量計還是超聲流量計都涉及到分界流量，因此在流量計選型時應充分考慮、利用分界流量，使得流量計的能力在現(xiàn)場實踐中能得到充分發(fā)揮。