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中、高压天然气流量计在线检定装置
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2014-10-11 14:59:35

一、天然气流量计在线检定装置

根据贸易交接实际使用的中、高压天然气流量计量值传递检定的实际情况,国家石油天然气大流量计量站与中国计量科学研究院技术人员用两年多的时间研究设计了一套中、高压天然气流量计在线检定装置,并将其固定安装在使用现场,定期(或不定期抽查)检定。

1.该装置以多个喷嘴组合的方式作为标准器,设计了专用的中、高压气体平衡密封阀,实现检定过程流量调节功能。由于中、高压天然气在管道内输送一般都在(3~10)MPa压力下流动运行,直接进行切断密封很难实现。必须设计专用机械结构的压力平衡密封阀,以便于实现在工况条件下,使用0.6MPa的氮气动力能够密封、开启、切断通过每一个喷嘴的气路。

2.按照JJG620-2008《临界流文丘里喷嘴》检定规程的规定,喷嘴可以每5年拆下一次送到实验室或计量站检定。设计人员精心设计了易于拆卸维修、更换易损件的合理结构来实现其送检、维护、维修功能。

3.考虑该装置是在中、高压可燃气体工况下运行,严格按照压力容器标准和规范,由专业工程师在满足检定工艺结构要求的情况下,经过严格计算、核算、设计了装置的壳体结构,保证装置使用、运行安全可靠。

4.根据检定过程的工艺控制要求,硬件部分设计专用控制器与工业控制计算机一起实现装置检定过程的手动与自动控制两种功能。手动控制与自动控制通过转换开关切换。

软件和数据采集与数据处理系统,通过数据采集卡与计算机软件共同实现,具有以下功能:(1)建立了良好的人机工作界面,具有检定过程工艺流程显示功能,实现了检定过程实时可视操作;(2)实现了检定过程数据自动采集,生成数据表并进行数据处理;(3)具有检定数据显示和输出打印功能;(4)具有数据库存储功能,可以按照仪表型号、检定时间等进行存档、查询和打印输出;(5)可以通过网络系统上传计量检定管理数据到主控室和管理部门,方便管理部门进行数据统计与管理。

5.主要设计技术指标

(1)流量范围:(10~6000)m3

(2)装置的扩展不确定度:U≤0.3%。

(3)工作压力(按照工况条件设计):(5~10)MPa。

(4)工作温度:0℃~30℃。

二、天然气流量计在线检定装置的优点

1.由于该装置标准器采用的是没有可动部件的音速喷嘴,直接检定贸易交接的流量计,使目前的中、高压天然气计量的量值传递的4级传递过程降为3级传递过程,提高了量值传递准确度。目前,我国天然气外输贸易计量流量计的准确度等级要求在1.0级以内,检定装置的扩展不确定度要求是流量计最大误差绝对值的1/3。如果在线喷嘴检定装置的扩展不确定度为0.3%,流量计检定后,贸易交接双方采用流量计检定系数进行贸易交接,可以提高±0.3%的贸易误差。按照目前我国天然气年输量为1200×109m3计算,每立方米天然气按1元计算,其经济效益为30多亿元人民币,同时可以提高管理水平,减少贸易纠纷。

2.解决了离线检定时存在的诸多问题:(1)检定时的工况条件和安装使用条件的不一致及送检运输过程对标准表不确定度的影响,无法通过技术手段进行修正的问题;(2)依托天然气管网建设计量站,输气管网的运行要受到季节、安全、工艺要求制约的问题;(3)离线检定需要定期将流量仪表拆下送到检定站进行检定,运输距离一般都较远,拆装、运输费用较高,受检定条件限制有时不能及时检定,影响输气计量工作的问题;(4)由于受检定站检定能力的限制,送检的计量仪表不能完全模拟工况条件和进行全量程检定的问题。

3.该装置标准器选用的是具有不同喉径尺寸的临界流文丘里喷嘴,流量范围可按照贸易交接流量计的流量范围进行设计,使其完全满足流量计的使用要求。该装置配置天然气在线色谱仪可以实现天然气的能量计量。这种形式的装置使得天然气流量量值传递简单、方便、易行。

4.由于天然气流量计是在中、高压工况条件下运行的,拆、装送检这些仪表必须严格按照操作规程进行,具有较高的事故风险,采用在线检定方式只需要流程的切换即能实现检定,同时消除了安全隐患。

5.建设费用与已有天然气流量装置相比较低,经初步估算,设备费为500万元左右,土建费为500万元左右,合计约为1000万元。


【关键词】天然气流量计, 检定装置,国家标准物质网 

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