移动式临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置

房福生 大庆油田设计院

移动式临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置

房福生 大庆油田设计院

移动式临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置采用16个不同喉径的临界流文丘里喷嘴并联组合，实现天然气流量计的全量程检定测试。到目前为止，已应用该移动式标准装置对中国石油北京天然气管道有限责任公司、大庆油田天然气总外输计量站、北京市燃气集团和陕西省天然气公司等所属的天然气计量站内的860台天然气超声流量计、涡轮流量计和孔板流量计进行了现场实流检定或现场计量仲裁。

天然气；移动式标准装置；临界流文丘里喷嘴；在线实流检定

1 装置组成

移动式临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置为橇装结构，整体被固定安装在载重卡车底盘上，方便车辆运输。该装置主要由两部分组成，分别是临界流文丘里喷嘴流量计工艺系统和数据采集处理控制系统，可实现天然气流量计的全量程检定测试。

（1）标准流量计。由16个临界流文丘里喷嘴并联在一个腔体内，计算机将根据检定流量大小选定不同的喷嘴组合，可得到4096种标准的流量值。

（2）相关参数测量仪表。温度变送器共4个，其测量范围为0～100℃，准确度等级为0.2级；压力变送器共6个，其中测量范围为0～2MPa的5个，测量范围为0～103.4kPa的1个，准确度等级均为0.1级；差压变送器1个，其测量范围为0～62.3kPa，准确度等级为0.1级。

（3）截止阀。DN150双活塞密封球阀（进出口开关阀）2台。

（4）调压阀。安装在标准装置进口处，保证装置进口压力不高于2.0MPa。

（5）气体组分分析。配有DANIEL生产的在线气体色谱分析仪用于分析天然气组分。

（6）电缆。提供50m长防爆电缆，用于采集和传输频率或脉冲信号到标准器，为相关仪表提供电源和采集配套仪表的模拟信号。

（7）数据采集和控制系统。数据采集模块选用的DAC系统具有数字输入、数字输出和模拟输入模块，通用计数器和电压调节和分配功能，与浪涌保护器、安全栅等有关配套硬件集成在防爆控制柜内，并安装在计量橇上。控制软件安装在一台防爆笔记本电脑里，用于控制整个检定系统和数据采集、处理计算，生成检定报告。

2 在线实流检定操作

在现场检定时，将移动式标准装置的进出口通过连接管线和万向接头变径大小头等与天然气计量站的检定进出口对接，使标准装置串联在被检流量计的管路中，经检漏和试压确定无误，为移动式标准装置供电，启动预热在线气相色谱分析仪，一切准备就绪后进入检定程序。

（1）首先打开色谱仪标气阀，启动检定程序，对色谱仪进行使用前的检定，检定后启动色谱仪进入在线天然气组分测试分析状态。

（2）进入临界流文丘里喷嘴数据采集与处理系统程序，选择压力、差压、温度变送器检定子程序，对所选择使用的变送器进行现场检定，并将检定数据输入计算机，回归出每台变送器的输出曲线。

（3）根据检定的流量计类型选择检定子程序，按照提示逐步进行选择操作，输入流量计参数、检定点，每点检定时间≥100s，取样≥100次，自动启动移动式标准装置，进行被检流量计的检定。

3 现场应用

到目前为止，已应用该移动式标准装置对中国石油北京天然气管道有限责任公司、大庆油田天然气总外输计量站、北京市燃气集团和陕西省天然气公司等所属的天然气计量站内的860台天然气超声流量计、涡轮流量计和孔板流量计进行了现场实流检定或现场计量仲裁。根据现场的实际工况条件，在实际检定流量范围（5.2816～21.584kg/s）内选择5个流量点，其最大示值误差为0.91%。

（栏目主持 樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.067