ICS75.180.30 CCSE98
中华人民共和国国家标准
GB/T21391—2022 代替GB/T21391—2008
用气体涡轮流量计测量天然气流量
Measurement of natural gas flow by turbine gas meters
2022-11-01实施
2022-04-15发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 GB/T21391—2022
目 次
前言范围
-
1 2 规范性引用文件 3术语、定义和符号
3.1术语和定义 3.2 符号工作原理
4
4.1 结构和原理 4.2 影响测量准确度的因素计量性能 5.1 通则 5.2 准确度要求 5.3 重复性 5.4 峰间误差 5.5 短期过载 5.6 工作温度范围 5.7 安装条件 5.8 最大允许压损流量计要求
5
-
...
·
6
6.1 通则 6.2 耐压强度及严密性 6.3 流量计的连接和长度 6.4 取压口 6.5 可拆卸的流量计测量芯 6.6 润滑 6.7 电气安全 6.8 输出和显示 6.9 流量计标志 6.10 外观质量·· 6.11 适应环境的能力. 6.12 运输和储存 6.13流量积算.· 6.14智能流量计 7 安装要求、使用及维护 7.1 安装环境· 7.2 管道配置
量
-
10 10 10 1 GB/T21391—2022
7.3使用 7.4 维护和检查 8流量计算方法及测量不确定度估算.. 8.1 标准参比条件 8.2 体积流量计算 8.3 质量流量计算 8.4 能量流量计算 8.5 测量不确定度估算附录A（规范性） 实流校准附录B（资料性》 流量计的其他性能特性· 附录C（资料性） 流量计的现场检验附录D（资料性） 天然气流量计算实例参考文献
13 14 14 14 14 15 15 16 18 25 28 29 32
图1 带机械式转换器的涡轮流量计结构示意图图2带电子式转换器的涡轮流量计结构示意图图3 带辅助设备的典型计量管路推荐安装方式图4 短管安装方式图5 紧凑连接安装方式图6 内置流动调整器的尺寸参数
重
10 11 12 12
5
表1准确度等级及最大允许误差表2分界流量（qt）表A.1 校准流量点表B.1 依赖于最小流速及公称直径的最大流量的额定值表B.2在qmx下用常压下的空气作介质进行测试时，流量计的最大压损表D.1 流量计算实例用天然气组成
5
19 26 26 29 GB/T21391—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T21391—2008《用气体涡轮流量计测量天然气流量》，与GB/T21391—2008相比，除结构调整和编辑性修改外，主要技术变化如下：
增加了气体组成在GB/T37124范围内的要求，更改了标准参比条件所在章条（见第1章和 8.1，2008年版的第1章和第8章）；更改了规范性引用文件，所有文件为现行有效文件（见第2章，2008.年版的第2章）；更改了量程比、K系数和分界流量的定义（见3.1.2、3.1.6和3.1.7，2008年版的3.1.2、3.1.6和 3.1.7); -增加了测量芯、峰间误差、智能流量计和实流校准的定义（见3.1.8～3.1.11）；一更改了流量计结构原理，增加了不同类型的典型涡轮流量计结构示意图（见4.12008年版的 4.1); 一更改了一体化流量计重复性要求（见5.3，2008年版的5.3）；增加了峰间误差要求（见5.4）； -将气流温度范围更改为工作介质和环境条件温度范围（见5.7，2008年版的5.6）；一更改了流量计输出和显示（见6.8，2008年版的6.8）；更改了一体化流量计相关产品技术要求，增加了能量计量的功能（见6.14，2008年版的6.14）
一更改了推荐安装方式，将直通式推荐安装方式与带辅助设备的直通式推荐安装方式合并，删除了受限空间和紧凑安装方式中测温孔位置安装建议，并将这两种安装方式限定为一体化流量计（见7.2.1*2008年版的7.2.1）一更改了不确定度估算中各标准不确定度的表达，以及发热量标准不确定度、标准参比条件下压缩因子和密度标准不确定度取值（见8.5，2008年版的8.4）；更改了附录A中对校准用标准装置不确定度的要求（见A.2.1，2008年版的A.2.1）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355）提出并归口。 本文件起草单位：国家石油天然气大流量计量站成都分站、中国石油天然气股份有限公司西南油气
田分公司、中国石油天然气股份有限公司天然气销售分公司、国家管网集团新疆煤制天然气外输管道有限责任公司湖广分公司、中国石油工程建设有限公司西南分公司、国家管网集团西气东输管道分公司、 国家管网集团西南管道有限责任公司油气计量中心、天信仪表集团有限公司。
本文件主要起草人：任佳、郭绪明、段继芹、谢富文、何敏、张智、黄和、邱惠、闵伟、夏寿华袁平凡、 刘丁发、陶朝建、周芳、伍淑辉。
本文件于2008年首次发布，本次为第一次修订。
Ⅲ GB/T21391—2022
用气体涡轮流量计测量天然气流量
1范围
本文件规定了用于天然气流量测量的气体涡轮流量计（以下简称流量计）的工作原理、计量性能、安装和使用维护、流量计算和测量不确定度评定、实流校准和现场检查等。
本文件适用于组成在GB17820和GB/T37124界定范围内，且真实相对密度为0.55～0.80的天然气流量测量。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单》适用于本文件。
GB/T3836.1 爆炸性环境第1部分：设备通用要求 GB/T 3836.2 爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB/T3836.4 爆炸性环境第4部分：由本质安全型“”保护的设备 GB/T4208外壳防护等级（IP代码） GB/T11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法 GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T13610 天然气的组成分析气相色谱法 GB/T17747.1 天然气压缩因子的计算第1部分：导论和指南 GB/T17747.2 天然气压缩因子的计算第2部分：用摩尔组成进行计算 GB/T17747.3天然气压缩因子的计算第3部分：用物性值进行计算 GB17820天然气 GB/T18603—2014 天然气计量系统技术要求 GB/T21446—2008用标准孔板流量计测量天然气流量 GB/T25480 仪器仪表运输、贮存基本环境条件及试验方法 GB/T35186 天然气计量系统性能评价
3术语、定义和符号
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
气体涡轮流量计turbinegasmeter 在流体作用下叶轮受力旋转，其转速与流体体积流量成函数关系的流量计。 注：通过流量计的流体体积流量是基于叶轮旋转数得到的。
3.1.2
量程比rangeability/turn down ratio 范围度在最大允许误差范围内流量计的最大流量和最小流量之比。
1 GB/T21391—2022
3.1.3
工作压力范围 working pressure range 满足流量计计量性能要求的压力范围。
3.1.4
工作温度范围 working temperature range 满足流量计计量性能要求的温度范围。
3.1.5
压损pressure loss 管路中由涡轮流量计引起的不能恢复的压降。
3.1.6
K系数Kfactor 单位体积流体流过流量计时流量计发出的脉冲数。 ［来源：JJG1037—2008，3.1，有修改］
3.1.7
分界流量transition flowrate 在最大流量和最小流量间的流量值，它将流量范围分割成最大允许误差不同的两个区，即“高区”和
“低区”。
［来源：JJG1037—2008，3.3] 3.1.8
测量芯 measurement cartridge 流量计内部组件，可以从流量计体中拆卸下来，包括内置流动调整器（如适用），叶轮和轴承等用于
计量的部件。 3.1.9
峰间误差maximumpeak-to-peak error 分界流量以上，最大示值误差与最小示值误差间的差值。 ［来源：GB/T18604—2014，3.2.14，有修改］
3.1.10
智能流量计intelligent flow meter 集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿和流量积算的流量计。 ［来源：GB/T28848—2012，3.1，有修改］
3.1.11
实流校准flowcalibration 以天然气、空气或水等为介质所进行的流量计校准。 ［来源：GB/T18603—2001.3.1.13]
3.2符号
下列符号适用于本文件。
流量计类型所代表的压损系数流量计的公称通径相对示值误差
c D E H. 标准参比条件质量发热量 H. 标准参比条件体积发热量 2 GB/T21391—2022
K K系数 Mm. 摩尔质量 M: 流量计系数 P
绝对静压力能量流量体积流量质量流量分界量流量
qe qv qm qt q max 质量流量 T
热力学温度标准不确定度扩展不确定度天然气压缩因子天然气密度测量范围静压测量仪表或温度测量仪表的准确度等级
u U z p 4 S
4工作原理
4.1 结构和原理
涡轮流量计主要由传感器和转换器组成，传感器主要包括测量芯、壳体，前后导向件，转换器分为机械式和电子式两种，其典型结构分别见图1和图2。流动流体的动力驱使叶轮旋转，其旋转速度与体积流量近似成比例。通过流量计的流体体积是基于叶轮的旋转数得到的。
E
a) 带机械式转换器的正视图
b）带机械式转换器的侧视图
标引序号说明：
机械表头：壳体；
2 3- 前导向件： 4-
一叶轮；润滑油泵；一轴承；后导向件。
5
6-
7
图1带机械式转换器的涡轮流量计结构示意图
3 GB/T21391—2022
4
3 M
田
6
b）带电子转换器侧视图
a）带电子转换器的正视图
标引序号说明：
电子表头：壳体；
1- 2-
3- 前导向件：
一叶轮# 5- 润滑油泵； 6- 轴承； 7- 一后导向件。
4-
图2带电子式转换器的涡轮流量计结构示意图
4.2影响测量准确度的因素
流量计的测量准确度主要受下列因素影响：
轴承的摩擦力变化；气体黏度变化；气体密度变化：气体密度变化可能带来流量计的范围度、压力损失以及准确度的变化：流体温度、压力的变化：当工作时流体的温度、压力与校准或检定时的温度、压力有显著不同时，将引起系数的变化；气流中固液杂质：管道安装结构；气体流态变化；过载；管线振动：射频干扰或电磁干扰，流量计应远离电机等强电磁干扰的区域；脉动流的影响，应把流量计设置在远离脉动的地方，或者在脉动源后附加脉动衰减器。
5计量性能
5.1通则
每一台流量计应符合第6章和第7章的技术要求。为保证流量计使用中的计量性能，宜按附录A 进行实流校准。 5.2准确度要求
操作条件下流量计的准确度应符合表1的要求，不同量程比的流量计分界流量见表2。
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