氣體流量計在線檢定裝置

一、氣體流量計在線檢定裝置
根據(jù)貿(mào)易交接實際使用的中、高壓氣體流量計量值傳遞檢定的實際情況，國家石油氣體大流量計量站與中國計量科學研究院技術人員用兩年多的時間研究設計了一套中、高壓氣體流量計在線檢定裝置，并將其固定安裝在使用現(xiàn)場，定期（或不定期抽查）檢定。
1.該裝置以多個噴嘴組合的方式作為標準器，設計了專用的中、高壓氣體平衡密封閥，實現(xiàn)檢定過程流量調(diào)節(jié)功能。由于中、高壓氣體在管道內(nèi)輸送一般都在（3~10）MPa壓力下流動運行，直接進行切斷密封很難實現(xiàn)。必須設計專用機械結構的壓力平衡密封閥，以便于實現(xiàn)在工況條件下，使用0.6MPa的氮氣動力能夠密封、開啟、切斷通過每一個噴嘴的氣路。
2.按照JJG620-2008《臨界流文丘里噴嘴》檢定規(guī)程的規(guī)定， 噴嘴可以每5年拆下一次送到實驗室或計量站檢定。設計人員精心設計了易于拆卸維修、更換易損件的合理結構來實現(xiàn)其送檢、維護、維修功能。
3.考慮該裝置是在中、高壓可燃氣體工況下運行，嚴格按照壓力容器標準和規(guī)范， 由專業(yè)工程師在滿足檢定工藝結構要求的情況下， 經(jīng)過嚴格計算、核算、設計了裝置的殼體結構，保證裝置使用、運行安全可靠。
4.根據(jù)檢定過程的工藝控制要求，硬件部分設計專用控制器與工業(yè)控制計算機一起實現(xiàn)裝置檢定過程的手動與自動控制兩種功能。手動控制與自動控制通過轉換開關切換。
軟件和數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集卡與計算機軟件共同實現(xiàn)，具有以下功能：
（1）建立了良好的人機工作界面，具有檢定過程工藝流程顯示功能，實現(xiàn)了檢定過程實時可視操作；
（2）實現(xiàn)了檢定過程數(shù)據(jù)自動采集，生成數(shù)據(jù)表并進行數(shù)據(jù)處理；
（3）具有檢定數(shù)據(jù)顯示和輸出打印功能；
（4） 具有數(shù)據(jù)庫存儲功能，可以按照儀表型號、檢定時間等進行存檔、查詢和打印輸出；
（5） 可以通過網(wǎng)絡系統(tǒng)上傳計量檢定管理數(shù)據(jù)到主控室和管理部門，方便管理部門進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與管理。
5.主要設計技術指標
（1）流量范圍：（10～6000）m3。
（2）裝置的擴展不確定度：U≤0.3%。
（3）工作壓力（按照工況條件設計）：（5～10）MPa。
（4）工作溫度：0℃～30℃。
二、氣體流量計在線檢定裝置的優(yōu)點
1.由于該裝置標準器采用的是沒有可動部件的音速噴嘴，直接檢定貿(mào)易交接的流量計，使目前的中、高壓氣體計量的量值傳遞的4級傳遞過程降為3級傳遞過程，提高了量值傳遞準確度。目前，我國氣體外輸貿(mào)易計量流量計的準確度等級要求在1.0級以內(nèi)，檢定裝置的擴展不確定度要求是流量計最大誤差絕對值的1/3。如果在線噴嘴檢定裝置的擴展不確定度為0.3%，流量計檢定后，貿(mào)易交接雙方采用流量計檢定系數(shù)進行貿(mào)易交接，可以提高±0.3%的貿(mào)易誤差。按照目前我國氣體年輸量為1200×109m3計算，每立方米氣體按1元計算，其經(jīng)濟效益為30多億元人民幣，同時可以提高管理水平，減少貿(mào)易糾紛。
2.解決了離線檢定時存在的諸多問題：
（1）檢定時中、高壓氣體流量計在線檢定裝置的工況條件和安裝使用條件的不一致及送檢運輸過程對標準表不確定度的影響，無法通過技術手段進行修正的問題；
（2）依托氣體管網(wǎng)建設計量站，輸氣管網(wǎng)的運行要受到季節(jié)、安全、工藝要求制約的問題；
（3）離線檢定需要定期將流量儀表拆下送到檢定站進行檢定，運輸距離一般都較遠，拆裝、運輸費用較高，受檢定條件限制有時不能及時檢定，影響輸氣計量工作的問題；
（4）由于受檢定站檢定能力的限制，送檢的計量儀表不能完全模擬工況條件和進行全量程檢定的問題。
3.該裝置標準器選用的是具有不同喉徑尺寸的臨界流文丘里噴嘴，流量范圍可按照貿(mào)易交接流量計的流量范圍進行設計， 使其完全滿足流量計的使用要求。該裝置配置氣體在線色譜儀可以實現(xiàn)氣體的能量計量。這種形式的裝置使得氣體流量量值傳遞簡單、方便、易行。
4.由于氣體流量計是在中、高壓工況條件下運行的，拆、裝送檢這些儀表必須嚴格按照操作規(guī)程進行，具有較高的事故風險，采用在線檢定方式只需要流程的切換即能實現(xiàn)檢定，同時消除了安全隱患。