天然气超声流量计量系统介绍

1、计量仪表组成 主要由气体超声流量计和配套流量计算机、温度变送 器、压力（差压）变送器、组分分析仪表等组成。
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二、天然气超声计量系统的组成
1）在天然气贸易计量系统中，组分分析仪表主要是指在线 或离线色谱分析仪。（常见品牌有DANIEL的Danalyzer 570 GC2350A,ELSTER的EnCAL3000,ABB 8200 NGC等）
切换以及数据采集、计算处理等功能。
2） 一般，计量系统不单独配置控制系统，而是使用计量 站内设置的控制系统（站控系统）对计量系统上的电 动阀门进行操作控制，完成流程切换；使用流量计配 套的流量计算机将流量、温度、压力和组分信号进行 采集计算，计量数据由流量计算机通信上传至站控系 统。最后，由站控系统将有关计量数据、控制数据和 状态上传至调控中心。
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二、天然气超声计量系统的组成
计量控制柜
• 标准仪表盘和照明设计、散热风扇等附件。 • 机柜为整体型，有前后开门，门有锁尺寸。2100mm高 （含100mm 底座） ，800mm深，800mm 宽。 • 电缆从底部进入机柜，电缆和接线都是标准PVC绝缘 电缆，符合DIN 或UL 1015标准。 • 内设置接线端子、端子保险丝及汇线槽。 • 24V DC 开关电源，蓄电池、防浪涌保护器、安全栅、 以太网 Hub。 • FCL-1型 流量计算机，盘式安装 。通常2~4台流量计 算机一套标准柜。
4）能将有关信息通过数据通信接口传送到站控系统。
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三、超声计量仪表的配置导则
3、温度、压力变送器的选用 1）量程的选择：测量介质的工作温度、压力范围，应使
测量范围落在满量程的1/3～3/4；注意防爆的要求， 机械接口、电气接口的选择；
2）温度传感器选择上要考虑测量介质压力及是否具有腐 蚀性杂质，以便确定热电阻的铠装热套管或保护套管 的材质；当管线设计压力>6.3MPa 时，应采用法兰或 焊接连接温度计套管。用于贸易计量补偿运算的变送 器要优于±0.2﹪，信号分辨率应大于0.025%，变送 器准确度要适应流量测量准确度要求；其它场所使用 的变送器要优于±0.5﹪；
• 计量橇（针对天然气输送计量） 是指被整体安装在钢结构平台上的计量仪表（不包括 流量计算机和组分分析仪表）和工艺系统部分。在计 量橇工艺安装时，汇气管、截断阀、直管段和流量计 等需要用管架/管托进行支撑，把前、后汇气管和几路 并联的流量计测量管路都支撑固定，集成在一个整体 的钢结构平台上，这个整体集成部分称为计量橇。
天然气超声流量计量系统
天然气超声流量计量相关概 念及系统组成简介。
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一、相关概念
• 流量 flow rate 流体流过一定截面的量称为流量。流量是瞬时流量
和累积流量的统称。在一段时间内流体流过一定截面的 量称为累积流量，也称总量。当时间很短时，流体流过 一定截面的量称为瞬时流量，在不会产生误解的情况下， 瞬时流量也可简称流量。流量用体积单位表示时称为体 积流量，用质量单位表示时称为质量流量，用能量单位 表示时称为能量流量。
贸易交接的计量系统。主要由超声流量计量仪表、工 艺系统和控制系统三部分组成。计量系统应满足 GB/T 18603的要求。计量系统应同时满足体积计量和能量计 量的功能要求。 贸易计量系统的系统最大允许误差应 不低于±1% ，其中采用的流量计的最大允许误差在 qt~qmax范围内应优于±0.5% 。发热量测量系统的不 确定度应优于±0.5% 。它是企业进行贸易交接、经济 分析、成本核算的主要依据。
响，如超声流量计下游配置调节阀时，应使用法兰夹持 式 19 管降噪器或 T 型头来降低噪声对超声流量计的影 响。
4）超声流量计应具备声速检验所需的各项功能。
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三、超声计量仪表的配置导则
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三、超声计量仪表的配置导则
2、流量计算机的选用
• 计量系统 measuring system 用于实现专门计量的配套计量仪表和其它设备。
• 流量计算机 flow computer
计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。
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一、相关概念
• 检定 verification 据有关计量器具的检定规程，查明和确认计量器具是否 符合法定要求的程序。它包括检查、加标记和（或）出 具检定证书。
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二、天然气超声计量系统的组成
4）流量计算机由信号转换、采集、计算、处理和输出等 单元组成。
5）温度变送器用于被测天然气温度的准确测量。以用于 工况流量向标准参比条件下流量的换算以及天然气物 性参数计算。
6）压力变送器用于被测天然气压力的准确测量。以用于 工况流量向标准参比条件下流量的换算以及天然气物 性参数计算。
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一、相关概念
计量橇（实物图）
上游 手动球阀
下游 信号箱 汇气管
强制密封球阀+ 动力电源箱 电动执行机构
上游直管段 20D+10D 气体超声流量计
橇座钢架
下游
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汇气管
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二、天然气超声计量系统的组成
• 天然气超声计量系统的组成 首先这里界定的天然气超声计量系统为用于天然气
1） 选用的流量计算机应获得相关机构的认证，例如国 家质量监督检验检疫总局或 OIML、PTB、NEL 或 API 等贸易计量认证，才能用于贸易交接计量。
2）流量计算机与流量计应是一对一配置方式。
3）流量计算机可直接接收现场的流量、温度、压力、组 分等信号，并进行流量补偿计算。 具备采集、计算、
累计、显示、存储等功能。
• 校准 calibration 在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量 值，与对应的由标准所复现的量值之间的一组操作。 （标定的涵义之一）
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一、相关概念
• 实流检定或校准 actual flow verification or calibration 以天然气、空气或水等为介质所进行的流量计检定或 校准。
• 最大流量 maximum flow-rate (Qmax) 满足计量性能要求的最大流量 。
• 最小流量 minimum flow-rate (Qmin) 满足计量性能要求的最小流量。
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一、相关概念
• 流量范围 flow-rate range 由最大流量和最小流量所限定的范围，在该范围内满足 计量性能的要求。
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二、天然气超声计量系统的组成
组份分析小屋简介
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二、天然气超声计量系统的组成
计量仪表组成
温度、压力变送器
包括测量管段、换能 器、信号处理单元
流量计算机
色谱分 析仪
流量计配套上、下游直管段，流动调整器及工艺参数就显示压力
、温度仪表；
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二、天然气超声计量系统的组成
• 操作压力 operating pressure 在稳定操作条件下，一个系统内介质的压力。在正常操 作条件下，管道系统中的最大实际操作压力称之为最大 操作压力；所能连续操作的最大压力称之为最大允许操 作压力。
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一、相关概念
• 计量站 measuring station 由入口和出口管道、截断阀及其他设备安装成可被封隔 的、用于天然气贸易计量的设施。
计量仪表配套防爆接线箱 • 接线箱配备了葛兰和接线端子，安装在撬座的边缘。
接线箱符合现场防爆要求， 通常设计以下三种接线箱： 电源接线箱 模拟信号接线箱 通讯信号接线箱
• 在接线箱中作为备用预留额外的接线端子。另外，用 户单独给每个阀门的电动执行机构分别提供380V 交流 电源，并分别引至每个电动执行机构旁边。
• 比对 comparison 同类基准、标准或器具之间的量值比较。
• 核查流量计 check flow meter 只用于核查、比对的已知准确度等级的流量计。
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一、相关概念
• 计量监督系统 metrological supervise system 为核查计量器具是否依照计量法律、法规正确使用和诚 实使用，而对计量器具制造、安装、修理或使用进行 控制的系统。
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一、相关概念
• 工作条件 working conditions 流经装置并符合一次装置规范的被测流体物理性质的特 性值。
• 工作温度 working temperature 流经一次装置并符合一次装置规范的被测流体的温度。
• 设计压力 design pressure 在相应的设计温度下，用以确定管道计算壁厚及其它元 件尺寸的压力，该压力为管道的内部压力时称为设计内 压力，为外部压力时称设计外压力。
2）在线水露点测量仪和在线硫化氢测量仪是用于监测天然 气气质的一项重要的指标，目前该指标不参与流量计算。 (常见品牌德国BARTEC HYGROPHIL F5673 DT和美国 Amtek 933型H2S分析仪)
3） 超声流量计是指时间传播法的多声道气体超声流量计， 其应用标准应符合 GB/T 18604。满足（GB/T 18603）天 然气贸易计量准确度方面的要求。
• 量值溯源 traceability of the value of quantity 通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量 结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是 与国家测量标准或国际测量标准联系起来。
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一、相关概念
• 流量测量装置 flow measuring equipment 用以确定流量量值的装置。