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中华人民共和国国家标准
GB/T 18604—2014 代替GB/T186042001
用气体超声流量计测量天然气流量
Measurement of natural gas flow by gas ultrasonic flow meters
2014-06-01实施
2014-02-19发布
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 18604--2014
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 量、术语和定义.·
测量原理 4.1 基本原理 4.2测量准确度的影响因素
4
5工作条件 5.1天然气气质 5.2压力 5.3温度 5.4 流量范围及流动方向 5.5速度分布 6测量性能要求 6.1多声道气体超声流量计测量性能要求 6.2单声道气体超声流量计测量性能要求 6.3工作条件对测量性能的影响 7流量计要求 7.1 组成和基本规定 7.2 流量计表体 7.3 超声换能器 7.4 电子部件 7.5 流量计算机·· 8安装要求及维护
中业
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中零电
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10
11
12
8.1 安装影响因素 8.2 管道配置 8.3 维护 9现场验证测试要求 9.1测试内容及步骤 9.2　测试报告 10流量计算方法及测量不确定度估算 10.1标准参比条件下的流量计算 10.2标准参比条件下的流量测量值的确定 10.3工作条件下的流量计算 10.4 流量测量不确定度估算
12 12 14
量量
14
14
1L
14
14
15 16 16
1 GB/T 18604—2014
18 25 29 31 ：33 36 :37
附录A(资料性附录) 基本原理附录B（规范性附录） 流量计组件的实流校准附录C（规范性附录） 出广测试要求附录D（资料性附录） ，具备的文件。 附录E（资料性附录） ，声学噪声的产生及防治措施附录F（资料性附录）流量计和流动调整器的性能验证测试附录G（资料性附录）氵 流量计现场测量性能的监测和保证
邮血.
中+
1 GB/T 18604—2014
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T18604—2001《用气体超声流量计测量天然气流量》。与GB/T18604—2001相
比，除编辑性修改外主要技术变化如下：
增加了一个声道失效时测量误差的最大偏移、声速偏差和流量计组件3个定义（见3.2.17、 3.2.18 和3.2.19); 修改了测量准确度的影响因素，将影响因素分为内因和外因两类（见第 4章）；工作温度范围进一步明确为介质温度和环境温度（见5.3）；提高了多声道气体超声流量计零流量读数要求，增加了声速偏差和最大声速差两个干标技术要求。修改了分界流量以上的最大峰间误差要求（见6.1）；增加了根据环境条件和工作条件，对流量计组件（包括上下游直管段、流量计及流动调整器、取温孔和取样孔）采取必要的隔热、防冻等措施的要求，以及声学噪声、脉动的相关要求（见 8.1.1、8.1.4、8.1.5 和附录 E); 一修订了管道安装上游直管段和流动调整器安装位置、测温孔和取样孔插人深度、流动调整器的相关要求（见8.2.2、8.2.5 和 8.2.7和附录 F）; 一一增加了日常维护中为保证超声流量计现场测量性能的要求（见8.3.1和附录G）；一增加了理论声速按AGAReportNo.1o《天然气和其他相关烃类气体中的声速》提供的方法或
其他相关与其计算结果相同的方法计算的要求（见9.1.3）； -增加了质量流量和能量流量计算方法和不确定度估算（见第10章）；将实流校准修订为流量计组件的实流校准，并对温度、压力的稳定度要求，测试流量点进行了修改（见 B.2.2 和 B.3.3.3)；删除了原附录E“上、下游直管段长度要求”； -增加了“声学噪声的产生及防治措施”技术要求（见附录E)；增加了“流量计和流动调整器的性能验证测试”技术要求（见附录F）；一增加了“流量计现场测量性能的监测和保证”技术要求（见附录G）。
本标准使用重新起草法参考AGAReportNo.9：2007《用多声道超声流量计测量天然气流量》进行修订。
本标准由全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355)提出并归口。 本标准起草单位：国家石油天然气大流量计量站成都分站、中石油西南油气田分公司、中石油集团
工程设计有限责任公司西南分公司。
本标准主要起草人：段继芹、何敏、文代龙、任佳、黄和、刘勇明、陈荟宇、王强、陈琦、倪锐。 GB/T 18604—-2014
用气体超声流量计测量天然气流量
1范围
本标准规定了气体超声流量计的测量性能要求、流量计本体要求、安装和维护、现场验证测试要求，以及流量计算方法及测量不确定度估算。
本标准适用于插人式传播时间差法气体超声流量计（以下简称流量计），一般用于集输装置、输气管线、储存设施、配气系统和用户计量系统中的天然气流量测量。外夹式气体超声流量计的使用可参考本标准。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。
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技术要求(Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full--Part l :General principles and requirements)
AGA Report No.lo天然气和其他相关烃类气体中的声速（Speed of sound in natural gas and other related hydrocarbon gases)
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。
1 GB/T 18604--2014
3.2.5
声道 acoustic path 在一对发射和接受超声换能器间的超声信号的实际路径。
3.2.6
声道长度 path length L -对超声换能器端面之间的直线长度（见图1）。
3.2.7
声道距离 axial distance X 声道长度在管道轴线的平行线上的投影长度（见图1）。
图1插入式气体超声流量测量的简化几何关系示意图
3.2.8
倾斜角path angle 9 声道与管道轴线间的夹角（见图1）。
3.2.9
气体沿声道的平均流速 average flow velocity along acoustic path v 在声道和流动方向所决定的平面内的气体流速。
3.2.10
气体轴向平均流速 mean axial fluid velocity V 流量与测量横截面面积之比。
3.2.11
速度分布校正系数 velocity distribution correction k 气体轴向平均流速与沿声道的平均流速之比。
3 GB/T 18604-2014
3.2.12
速度采样间隔velocity sampling interval 由一对超声换能器或声道进行相邻两次气体流速测量的时间间隔。
3.2.13
零流量读数 + zero-flow reading 在气体静止状态下的最大允许流速读数。
3.2.14
分界流量 transition flow rate q t 在最大流量和最小流量之间的流量值，它将流量范围分割成允许误差不同的两个区，即“高区”和
“低区”（见图2）。 3.2.15
最大峰间误差maximum peak-to-peak error 上限最大误差点和下限最大误差点之间的差值（见图2）。
3.2.16
实流校准系数flow calibration factor 将流量计进行实流校准，并将测试结果按一定修正方法得出的流量计系数，以下简称校准系数。
3.2.17
个声道失效时测量误差的最大偏移maximum error shift with one path failed 在同一流量下，全部声道工作时的测量误差与其中任一声道失效时的测量误差之间的最大差值。
3.2.18
声速偏差speed of sound(SOS)deviation 流量计测量得到的气体中的平均声速与理论声速间的最大相对偏差。
3.2.19
流量计组件 metering package 由流量计、配套使用的上下游直管段、测温孔、取压孔以及流动调整器共同组成的组件。
4测量原理
4.1基本原理
传播时间差法气体超声流量计是通过测量高频声脉冲传播时间得出气体流量的速度式流量计。传播时间是通过在管道外或管道内成对的换能器之间传送和接收到的声脉冲进行测量的。声脉冲沿斜线方向传播（见图1），顺流传送的声脉冲被气流加速，而逆流传送的声脉冲则会被减速。其传播时间差与气体的轴向平均流速有关，从而使用数值计算技术计算出在工作条件下通过气体超声流量计的气体轴向平均流速和流量。只有一个声道的流量计称为单声道气体超声流量计，有两个或两个以上声道的流量计称为多声道气体超声流量计。超声换能器与气体直接接触时，称为插人式。超声换能器不与气体直接接触时，称为外夹式。
更详细的内容参见附录A。 4.2测量准确度的影响因素 4.2.1内部因素，包括：
a）流量计表体几何尺寸和超声换能器位置参数的准确度及稳定性；
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