氣體流量計(jì)在線檢定裝置

一、氣體流量計(jì)在線檢定裝置
根據(jù)貿(mào)易交接實(shí)際使用的中、高壓氣體流量計(jì)量值傳遞檢定的實(shí)際情況，國(guó)家石油氣體大流量計(jì)量站與中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院技術(shù)人員用兩年多的時(shí)間研究設(shè)計(jì)了一套中、高壓氣體流量計(jì)在線檢定裝置，并將其固定安裝在使用現(xiàn)場(chǎng)，定期（或不定期抽查）檢定。
1.該裝置以多個(gè)噴嘴組合的方式作為標(biāo)準(zhǔn)器，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的中、高壓氣體平衡密封閥，實(shí)現(xiàn)檢定過(guò)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(dòng)運(yùn)行，直接進(jìn)行切斷密封很難實(shí)現(xiàn)。必須設(shè)計(jì)專(zhuān)用機(jī)械結(jié)構(gòu)的壓力平衡密封閥，以便于實(shí)現(xiàn)在工況條件下，使用0.6MPa的氮?dú)鈩?dòng)力能夠密封、開(kāi)啟、切斷通過(guò)每一個(gè)噴嘴的氣路。
2.按照J(rèn)JG620-2008《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(shí)驗(yàn)室或計(jì)量站檢定。設(shè)計(jì)人員精心設(shè)計(jì)了易于拆卸維修、更換易損件的合理結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其送檢、維護(hù)、維修功能。
3.考慮該裝置是在中、高壓可燃?xì)怏w工況下運(yùn)行，嚴(yán)格按照壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范， 由專(zhuān)業(yè)工程師在滿足檢定工藝結(jié)構(gòu)要求的情況下， 經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算、核算、設(shè)計(jì)了裝置的殼體結(jié)構(gòu)，保證裝置使用、運(yùn)行安全可靠。
4.根據(jù)檢定過(guò)程的工藝控制要求，硬件部分設(shè)計(jì)專(zhuān)用控制器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)一起實(shí)現(xiàn)裝置檢定過(guò)程的手動(dòng)與自動(dòng)控制兩種功能。手動(dòng)控制與自動(dòng)控制通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換。
軟件和數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)軟件共同實(shí)現(xiàn)，具有以下功能：
（1）建立了良好的人機(jī)工作界面，具有檢定過(guò)程工藝流程顯示功能，實(shí)現(xiàn)了檢定過(guò)程實(shí)時(shí)可視操作；
（2）實(shí)現(xiàn)了檢定過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，生成數(shù)據(jù)表并進(jìn)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(kù)存儲(chǔ)功能，可以按照儀表型號(hào)、檢定時(shí)間等進(jìn)行存檔、查詢(xún)和打印輸出；
（5） 可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上傳計(jì)量檢定管理數(shù)據(jù)到主控室和管理部門(mén)，方便管理部門(mén)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與管理。
5.主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
（1）流量范圍：（10～6000）m3。
（2）裝置的擴(kuò)展不確定度：U≤0.3%。
（3）工作壓力（按照工況條件設(shè)計(jì)）：（5～10）MPa。
（4）工作溫度：0℃～30℃。
二、氣體流量計(jì)在線檢定裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.由于該裝置標(biāo)準(zhǔn)器采用的是沒(méi)有可動(dòng)部件的音速?lài)娮?，直接檢定貿(mào)易交接的流量計(jì)，使目前的中、高壓氣體計(jì)量的量值傳遞的4級(jí)傳遞過(guò)程降為3級(jí)傳遞過(guò)程，提高了量值傳遞準(zhǔn)確度。目前，我國(guó)氣體外輸貿(mào)易計(jì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)要求在1.0級(jí)以?xún)?nèi)，檢定裝置的擴(kuò)展不確定度要求是流量計(jì)最大誤差絕對(duì)值的1/3。如果在線噴嘴檢定裝置的擴(kuò)展不確定度為0.3%，流量計(jì)檢定后，貿(mào)易交接雙方采用流量計(jì)檢定系數(shù)進(jìn)行貿(mào)易交接，可以提高±0.3%的貿(mào)易誤差。按照目前我國(guó)氣體年輸量為1200×109m3計(jì)算，每立方米氣體按1元計(jì)算，其經(jīng)濟(jì)效益為30多億元人民幣，同時(shí)可以提高管理水平，減少貿(mào)易糾紛。
2.解決了離線檢定時(shí)存在的諸多問(wèn)題：
（1）檢定時(shí)中、高壓氣體流量計(jì)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(yùn)輸過(guò)程對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表不確定度的影響，無(wú)法通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行修正的問(wèn)題；
（2）依托氣體管網(wǎng)建設(shè)計(jì)量站，輸氣管網(wǎng)的運(yùn)行要受到季節(jié)、安全、工藝要求制約的問(wèn)題；
（3）離線檢定需要定期將流量?jī)x表拆下送到檢定站進(jìn)行檢定，運(yùn)輸距離一般都較遠(yuǎn)，拆裝、運(yùn)輸費(fèi)用較高，受檢定條件限制有時(shí)不能及時(shí)檢定，影響輸氣計(jì)量工作的問(wèn)題；
（4）由于受檢定站檢定能力的限制，送檢的計(jì)量?jī)x表不能完全模擬工況條件和進(jìn)行全量程檢定的問(wèn)題。
3.該裝置標(biāo)準(zhǔn)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(jì)的流量范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)， 使其完全滿足流量計(jì)的使用要求。該裝置配置氣體在線色譜儀可以實(shí)現(xiàn)氣體的能量計(jì)量。這種形式的裝置使得氣體流量量值傳遞簡(jiǎn)單、方便、易行。
4.由于氣體流量計(jì)是在中、高壓工況條件下運(yùn)行的，拆、裝送檢這些儀表必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，具有較高的事故風(fēng)險(xiǎn)，采用在線檢定方式只需要流程的切換即能實(shí)現(xiàn)檢定，同時(shí)消除了安全隱患。