天然氣超聲流量計(jì)量系統(tǒng)介紹演示文稿

天然氣超聲流量計(jì)量系統(tǒng)介紹演示文稿2023/6/21SCNWS內(nèi)部培訓(xùn)資料-技術(shù)支持部1本文檔共36頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分天然氣超聲流量計(jì)量系統(tǒng)介紹本文檔共36頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/213一、相關(guān)概念流量范圍flow-raterange

由最大流量和最小流量所限定的范圍，在該范圍內(nèi)滿足計(jì)量性能的要求。

工況流量workingconditionflow-rate

流量計(jì)在其工作條件下測得的介質(zhì)的流量為工況流量。

標(biāo)況流量standardconditionflow-rate

流量計(jì)測得的工況流量經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量，稱為標(biāo)況流量。采用體積計(jì)量時(shí)，標(biāo)況流量表示絕對壓力為101.325kPa、溫度為20℃時(shí)測得的流量，稱為標(biāo)況體積流量；采用能量計(jì)量時(shí)，標(biāo)況流量表示絕對壓力為101.325kPa、溫度為20℃、干基時(shí)測得的流量，稱為標(biāo)況能量流量。本文檔共36頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/214一、相關(guān)概念工作條件workingconditions

流經(jīng)裝置并符合一次裝置規(guī)范的被測流體物理性質(zhì)的特性值。工作溫度workingtemperature

流經(jīng)一次裝置并符合一次裝置規(guī)范的被測流體的溫度。設(shè)計(jì)壓力designpressure

在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下，用以確定管道計(jì)算壁厚及其它元件尺寸的壓力，該壓力為管道的內(nèi)部壓力時(shí)稱為設(shè)計(jì)內(nèi)壓力，為外部壓力時(shí)稱設(shè)計(jì)外壓力。操作壓力operatingpressure

在穩(wěn)定操作條件下，一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的壓力。在正常操作條件下，管道系統(tǒng)中的最大實(shí)際操作壓力稱之為最大操作壓力；所能連續(xù)操作的最大壓力稱之為最大允許操作壓力。

本文檔共36頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/215一、相關(guān)概念計(jì)量站measuringstation

由入口和出口管道、截?cái)嚅y及其他設(shè)備安裝成可被封隔的、用于天然氣貿(mào)易計(jì)量的設(shè)施。

計(jì)量系統(tǒng)

measuringsystem

用于實(shí)現(xiàn)專門計(jì)量的配套計(jì)量儀表和其它設(shè)備。

流量計(jì)算機(jī)flowcomputer

計(jì)算和指示標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量等參數(shù)的裝置。本文檔共36頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/216檢定

verification

據(jù)有關(guān)計(jì)量器具的檢定規(guī)程，查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序。它包括檢查、加標(biāo)記和（或）出具檢定證書。校準(zhǔn)calibration

在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間的一組操作。（標(biāo)定的涵義之一）一、相關(guān)概念本文檔共36頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/217一、相關(guān)概念實(shí)流檢定或校準(zhǔn)actualflowverificationorcalibration

以天然氣、空氣或水等為介質(zhì)所進(jìn)行的流量計(jì)檢定或校準(zhǔn)。比對comparison

同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或器具之間的量值比較。

核查流量計(jì)checkflowmeter

只用于核查、比對的已知準(zhǔn)確度等級的流量計(jì)。本文檔共36頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/218一、相關(guān)概念計(jì)量監(jiān)督系統(tǒng)

metrologicalsupervisesystem

為核查計(jì)量器具是否依照計(jì)量法律、法規(guī)正確使用和誠實(shí)使用，而對計(jì)量器具制造、安裝、修理或使用進(jìn)行控制的系統(tǒng)。量值溯源traceabilityofthevalueofquantity

通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結(jié)果或測量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)，通常是與國家測量標(biāo)準(zhǔn)或國際測量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來。本文檔共36頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/219一、相關(guān)概念流量測量裝置flowmeasuringequipment

用以確定流量量值的裝置。計(jì)量橇（針對天然氣輸送計(jì)量）是指被整體安裝在鋼結(jié)構(gòu)平臺上的計(jì)量儀表（不包括流量計(jì)算機(jī)和組分分析儀表）和工藝系統(tǒng)部分。在計(jì)量橇工藝安裝時(shí)，匯氣管、截?cái)嚅y、直管段和流量計(jì)等需要用管架/管托進(jìn)行支撐，把前、后匯氣管和幾路并聯(lián)的流量計(jì)測量管路都支撐固定，集成在一個(gè)整體的鋼結(jié)構(gòu)平臺上，這個(gè)整體集成部分稱為計(jì)量橇。本文檔共36頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2110一、相關(guān)概念計(jì)量橇（實(shí)物圖）

氣體超聲流量計(jì)強(qiáng)制密封球閥+電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)上游直管段20D+10D

下游匯氣管橇座鋼架信號箱上游手動球閥動力電源箱

下游匯氣管本文檔共36頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2111二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成首先這里界定的天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)為用于天然氣貿(mào)易交接的計(jì)量系統(tǒng)。主要由超聲流量計(jì)量儀表、工藝系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)滿足GB/T18603的要求。計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)滿足體積計(jì)量和能量計(jì)量的功能要求。貿(mào)易計(jì)量系統(tǒng)的系統(tǒng)最大允許誤差應(yīng)不低于±1%，其中采用的流量計(jì)的最大允許誤差在qt~qmax范圍內(nèi)應(yīng)優(yōu)于±0.5%。發(fā)熱量測量系統(tǒng)的不確定度應(yīng)優(yōu)于±0.5%。它是企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交接、經(jīng)濟(jì)分析、成本核算的主要依據(jù)。

1、計(jì)量儀表組成主要由氣體超聲流量計(jì)和配套流量計(jì)算機(jī)、溫度變送器、壓力（差壓）變送器、組分分析儀表等組成。本文檔共36頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2112二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成1）在天然氣貿(mào)易計(jì)量系統(tǒng)中，組分分析儀表主要是指在線或離線色譜分析儀。（常見品牌有DANIEL的Danalyzer570

GC2350A,ELSTER的EnCAL3000,ABB8200NGC等）2）在線水露點(diǎn)測量儀和在線硫化氫測量儀是用于監(jiān)測天然氣氣質(zhì)的一項(xiàng)重要的指標(biāo)，目前該指標(biāo)不參與流量計(jì)算。(常見品牌德國BARTECHYGROPHILF5673DT和美國Amtek933型H2S分析儀)3）超聲流量計(jì)是指時(shí)間傳播法的多聲道氣體超聲流量計(jì)，其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB/T18604。滿足（GB/T18603）天然氣貿(mào)易計(jì)量準(zhǔn)確度方面的要求。本文檔共36頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2113二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成4）流量計(jì)算機(jī)由信號轉(zhuǎn)換、采集、計(jì)算、處理和輸出等單元組成。5）溫度變送器用于被測天然氣溫度的準(zhǔn)確測量。以用于工況流量向標(biāo)準(zhǔn)參比條件下流量的換算以及天然氣物性參數(shù)計(jì)算。6）壓力變送器用于被測天然氣壓力的準(zhǔn)確測量。以用于工況流量向標(biāo)準(zhǔn)參比條件下流量的換算以及天然氣物性參數(shù)計(jì)算。

本文檔共36頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2114二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成組份分析小屋簡介

氣體在線色譜分析儀系統(tǒng)全套包括：取樣系統(tǒng)，樣氣處理系統(tǒng)，檢測分析，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，顯示及信號傳輸系統(tǒng)，載氣，標(biāo)樣氣及相應(yīng)的管路附件等，軟件含在全套設(shè)備內(nèi)。分析小屋材料為不銹鋼板橇式預(yù)制，包括：保濕隔熱屋體，內(nèi)配套通風(fēng)，防爆空調(diào)，內(nèi)部供配電、照明、安全接地；可燃?xì)怏w檢測，防爆接線箱，內(nèi)部設(shè)備固定及安裝用支架，支座，防靜電地板等。本文檔共36頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2115二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成組份分析小屋簡介本文檔共36頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2116二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成計(jì)量儀表組成包括測量管段、換能器、信號處理單元溫度、壓力變送器流量計(jì)算機(jī)色譜分析儀流量計(jì)配套上、下游直管段，流動調(diào)整器及工藝參數(shù)就顯示壓力、溫度儀表；本文檔共36頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2117二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成計(jì)量儀表配套防爆接線箱接線箱配備了葛蘭和接線端子，安裝在撬座的邊緣。接線箱符合現(xiàn)場防爆要求，通常設(shè)計(jì)以下三種接線箱：電源接線箱模擬信號接線箱通訊信號接線箱在接線箱中作為備用預(yù)留額外的接線端子。另外，用戶單獨(dú)給每個(gè)閥門的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別提供380V交流電源，并分別引至每個(gè)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)旁邊。本文檔共36頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2118二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成2、工藝系統(tǒng)1）工藝系統(tǒng)主要是由前、后匯氣管和幾條并聯(lián)的流量計(jì)測量管路組成；每條流量計(jì)測量管路上是由前、后截?cái)嚅y，流量計(jì)前、后直管段，流動調(diào)整器等組成。2）除了流量計(jì)算機(jī)、在線色譜分析儀、在線水露點(diǎn)測量儀和在線硫化氫測量儀外，計(jì)量儀表均被安裝在工藝系統(tǒng)上。3）流量計(jì)測量管路不允許設(shè)旁通支路。4）工藝系統(tǒng)中，還包括入口壓力平衡閥、放空閥管路，在前、后匯氣管上還裝有排污閥等。

本文檔共36頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2119二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成工藝系統(tǒng)（示意圖）本文檔共36頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2120二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則（示意圖）HartPTTTHartRS485組分?jǐn)?shù)據(jù)工況流量和診斷數(shù)據(jù)RS485分析和報(bào)警CL-1氣體超聲流量計(jì)ToSCADASystem標(biāo)況體積流量和能量,分析數(shù)據(jù)總匯SerialHubRS-232LocalPCGroundStationH20H2SH2S數(shù)據(jù)分析小屋本文檔共36頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2121二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成3、控制系統(tǒng)1）控制系統(tǒng)主要完成計(jì)量系統(tǒng)上的電動閥門控制和流程切換以及數(shù)據(jù)采集、計(jì)算處理等功能。2）一般，計(jì)量系統(tǒng)不單獨(dú)配置控制系統(tǒng)，而是使用計(jì)量站內(nèi)設(shè)置的控制系統(tǒng)（站控系統(tǒng)）對計(jì)量系統(tǒng)上的電動閥門進(jìn)行操作控制，完成流程切換；使用流量計(jì)配套的流量計(jì)算機(jī)將流量、溫度、壓力和組分信號進(jìn)行采集計(jì)算，計(jì)量數(shù)據(jù)由流量計(jì)算機(jī)通信上傳至站控系統(tǒng)。最后，由站控系統(tǒng)將有關(guān)計(jì)量數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)上傳至調(diào)控中心。本文檔共36頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2122二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成計(jì)量控制柜?標(biāo)準(zhǔn)儀表盤和照明設(shè)計(jì)、散熱風(fēng)扇等附件。?機(jī)柜為整體型，有前后開門，門有鎖尺寸。2100mm高（含100mm底座），800mm深，800mm寬。?電纜從底部進(jìn)入機(jī)柜，電纜和接線都是標(biāo)準(zhǔn)PVC絕緣電纜，符合DIN或UL1015標(biāo)準(zhǔn)。?內(nèi)設(shè)置接線端子、端子保險(xiǎn)絲及匯線槽。?24VDC開關(guān)電源，蓄電池、防浪涌保護(hù)器、安全柵、以太網(wǎng)Hub。?FCL-1型流量計(jì)算機(jī)，盤式安裝。通常2~4臺流量計(jì)算機(jī)一套標(biāo)準(zhǔn)柜。本文檔共36頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2123二、天然氣超聲計(jì)量系統(tǒng)的組成計(jì)量控制柜外形圖本文檔共36頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/21241、超聲流量計(jì)的選用1）超聲流量計(jì)是指時(shí)間傳播法的多聲道氣體超聲流量計(jì)，其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB/T18604。2）適用于高壓、大流量計(jì)量應(yīng)使用氣體超聲流量計(jì)。3）在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮振動、噪聲對超聲流量計(jì)性能的影響，如超聲流量計(jì)下游配置調(diào)節(jié)閥時(shí)，應(yīng)使用法蘭夾持式19管降噪器或T型頭來降低噪聲對超聲流量計(jì)的影響。4）超聲流量計(jì)應(yīng)具備聲速檢驗(yàn)所需的各項(xiàng)功能。三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則本文檔共36頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2125超聲流量計(jì)降噪措施的選用三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則降噪管本文檔共36頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2126三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則2、流量計(jì)算機(jī)的選用1）選用的流量計(jì)算機(jī)應(yīng)獲得相關(guān)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，例如國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局或OIML、PTB、NEL或API等貿(mào)易計(jì)量認(rèn)證，才能用于貿(mào)易交接計(jì)量。2）流量計(jì)算機(jī)與流量計(jì)應(yīng)是一對一配置方式。3）流量計(jì)算機(jī)可直接接收現(xiàn)場的流量、溫度、壓力、組分等信號，并進(jìn)行流量補(bǔ)償計(jì)算。具備采集、計(jì)算、累計(jì)、顯示、存儲等功能。4）能將有關(guān)信息通過數(shù)據(jù)通信接口傳送到站控系統(tǒng)。本文檔共36頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2127三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則3、溫度、壓力變送器的選用1）量程的選擇：測量介質(zhì)的工作溫度、壓力范圍，應(yīng)使測量范圍落在滿量程的1/3～3/4；注意防爆的要求，機(jī)械接口、電氣接口的選擇；2）溫度傳感器選擇上要考慮測量介質(zhì)壓力及是否具有腐蝕性雜質(zhì)，以便確定熱電阻的鎧裝熱套管或保護(hù)套管的材質(zhì)；當(dāng)管線設(shè)計(jì)壓力>6.3MPa時(shí)，應(yīng)采用法蘭或焊接連接溫度計(jì)套管。用于貿(mào)易計(jì)量補(bǔ)償運(yùn)算的變送器要優(yōu)于±0.2﹪，信號分辨率應(yīng)大于0.025%，變送器準(zhǔn)確度要適應(yīng)流量測量準(zhǔn)確度要求；其它場所使用的變送器要優(yōu)于±0.5﹪；3）注意準(zhǔn)確度的要求應(yīng)滿足流量計(jì)系統(tǒng)測量不確定度的要求，一般保證其準(zhǔn)確度為流量計(jì)的1/5。本文檔共36頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2128三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則4）計(jì)量用壓力變送器的測量原理宜為電容式。計(jì)量用壓力變送器應(yīng)采用絕壓變送器。選用靈敏度高的變送器，信號分辨率應(yīng)大于0.025%，準(zhǔn)確度要不低于±0.075%，用于貿(mào)易計(jì)量補(bǔ)償運(yùn)算的變送器精度應(yīng)提高至±0.04%。變送器準(zhǔn)確度要適應(yīng)流量測量準(zhǔn)確度要求。5）壓力變送器可用于壓力的準(zhǔn)確測量，壓力表只用于壓力的監(jiān)測。4、在線氣相色譜分析儀的選用的選用天然氣的組分百分含量測量是天然氣壓縮因子、密度、發(fā)熱量等物性參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在天然氣貿(mào)易交接計(jì)量中組分測量數(shù)據(jù)非常重要。本文檔共36頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2129三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則1）在滿足下述條件之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置在線氣相色譜分析儀：

a）輸氣量接近或超過10×104Nm3/h的計(jì)量站場；

b）在多路進(jìn)氣管線的每個(gè)入口處和匯合管線的出口處；

c）計(jì)量站間隔800km左右；

d）供需雙方在合同中要求的計(jì)量站。2）在線氣相色譜分析儀通常安裝在站場內(nèi)計(jì)量系統(tǒng)的入口管線或進(jìn)站管線處或出站管線處。本文檔共36頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2130三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則3）對于沒有安裝在線色譜分析儀的站場，可使用相鄰分輸站的天然氣組分值。

4）輸氣量超過5×104Nm3/h的計(jì)量站可預(yù)留在線色譜分析儀的安裝位置和取樣接口。

5、在線水露點(diǎn)測量儀的選用

天然氣中水含量或水露點(diǎn)是天然氣管輸系統(tǒng)和商品天然氣中一個(gè)非常重要的指標(biāo)。目前，主要采用在線水露點(diǎn)測量儀測量天然氣中的水含量或水露點(diǎn)。本文檔共36頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2131三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則1）在滿足下述條件之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置在線水露點(diǎn)測量儀：a）輸氣管道的首站和末站及支干線入口處。b）多路進(jìn)氣管線的每個(gè)入口處。c）沿途壓氣站的入口處宜設(shè)置。d）供需雙方在合同中要求的計(jì)量站。

2）在線水露點(diǎn)測量儀應(yīng)安裝在站場內(nèi)計(jì)量系統(tǒng)的入口管線處或進(jìn)站管線處。本文檔共36頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2132三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則6、在線硫化氫測量儀的選用

天然氣中硫化氫含量也是天然氣管輸系統(tǒng)和商品天然氣中一個(gè)非常重要的指標(biāo)。目前，主要采用在線硫化氫測量儀測量天然氣中的硫化氫含量。1）在滿足下述條件之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置在線硫化氫測量儀：a）輸氣管道的首站和末站。b）供需雙方在合同中要求的計(jì)量站。2）在線硫化氫測量儀應(yīng)安裝在站場內(nèi)計(jì)量系統(tǒng)的入口管線處或進(jìn)站管線處。

本文檔共36頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2133三、超聲計(jì)量儀表的配置導(dǎo)則計(jì)量儀表的檢定

計(jì)量系統(tǒng)在投運(yùn)前應(yīng)按《中華人民共和國計(jì)量法》的規(guī)定，對用于貿(mào)易結(jié)算的工作計(jì)量器具應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制首次檢定并取得檢定合格證書。檢定方法和要求遵照國家的有關(guān)檢定規(guī)程執(zhí)行。計(jì)量器具在使用中應(yīng)進(jìn)行定期強(qiáng)制檢定并取得檢定合格證書。常用計(jì)量器具的強(qiáng)制檢定周期參見下頁表1所示：流量計(jì)宜采用天然氣作為介質(zhì)對其進(jìn)行實(shí)流首次檢定和周期檢定。實(shí)流檢定的操作壓力應(yīng)與實(shí)際運(yùn)行操作壓力相近。本文檔共36頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期日\12點(diǎn)19分2023/6/2134計(jì)量儀表的檢定周期器具名稱檢定周期檢定規(guī)程備注渦輪流量計(jì)一年JJG1037-2008

超聲流量計(jì)二年JJG1030-2007進(jìn)行現(xiàn)場使用中檢驗(yàn)合格者可延長至6年科里奧利質(zhì)量流量計(jì)一年JJG1038-2008

渦街流量計(jì)