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移动式天然气流量计量橇的研制

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  移动式天然气流量计量橇(以下简称“计量橇”)是一项专业性强、技术难度大、带有科研性质的工程项目,是目前国内唯一一套自主设计、投资、成套制造的高压、大流量和高准确度的移动式天然气流量计量橇,填补了国内空白,整体技术处于国内领先水平。 为国家石油天然气大流量计量站实现今后对国内天然气流量计进行现场实流检定和计量仲裁提供了条件。

  一、技术方案

  1.总体结构

  根据目前国内在用天然气流量计的压力等级、口径、流量范围和准确度等级,考虑到计量橇的运输和吊装方便性,在总体设计中,要求计量橇的尺寸小和重量轻,能对DN300超声波流量计进行全量程检定。所以,要求计量橇总体结构应采用橇装结构,把计量工艺系统、控制系统和配电系统等整体集成安装在一个钢体橇座上,再扣上箱体(用于防晒、防雨),一辆载重卡车就可以将计量橇方便地运输到天然气计量站内,把计量橇与站场内的天然气流量计用工艺管路进行串联连接, 就可对现场计量管路上安装的天然气流量计进行现场实流检定。

  2.量值传递

  由于计量橇受尺寸限制, 无法采用多级量传方式, 只能采用工作标准向被检流量计直接量传的方式。 计量橇上的工作标准流量计需要定期到国家石油天然气大流量计量站南京分站用次级流量标准装置进行检定, 其量传过程为:次级流量标准装置 (国家站南京分站)→工作标准流量计(计量橇)→被检流量计(现场)

  3.基本组成和计量工艺框图

  计量橇主要由9个部分组成:(1)工作标准流量计;(2)核查流量计;(3)温度压力测量仪表;(4)流量调节系统;(5) 汇气管路及放空、 氮气和取样三条管路部分;(6)被检流量计用防爆仪表接线箱部分;(7)数据采集处理和控制系统 (防爆控制柜);(8) 配电系统;(9)钢结构橇座和箱体。 其计量工艺框图如图1所示。

  4.工艺设计参数

  (1)工艺系统设计压力:10MPa。

  (2)检定介质温度:-5℃~35℃。

  (3)检定工况流量:(45~8000)m3/h。

  (4)系统流量测量不确定度:优于0.33%。

  (5)系统流量测量重复性:优于0.1%。

  (6)进口、出口管路直径:DN300。

  (7)工作环境温度:-30℃~50℃。

  (8)橇座箱体尺寸:长度8m×宽度2.3m×高度2.6m。

  (9)总重量:13.9t。

  5.计量工艺方案

  计量橇是依据标准表法原理,使用高准确度工作标准流量计(标准器)的测量值与被检流量计的测量值进行比较,实现计量检定。 工作标准流量计选用1台DN100涡轮流量计和1台DN300超声流量计并联使用,流量范围为(45~8000)m3/h,超声流量计选用5声道、抗干扰能力强的产品。 核查流量计选用另外厂家的6声道、DN300超声流量计,流量范围为(100~8000)m3/h,采用一对一的流量核查方式。 当核查的差值超过0.2%时,控制系统将报警,提示工作标准流量计或核查流量计已出现故障,应停止检定,查找原因。 工作标准流量计的前直管段长度为15D; 核查流量计的前直管段长度为10D, 后直管段长度均为5D, 并设有板式整流器。 选用电容原理压力变送器,量程为(0~10)MPa,最大允许误差优于±0.025%;Pt100热电阻智能型温度变送器,量程为-30℃~70℃,最大允许误差优于±0.1℃,输出信号均为(4~20)mA,基于HART通信协议的数字信号。

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标签: 流量计 流量
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