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當(dāng)前位置:江蘇三普儀表有限公司>>技術(shù)文章>>渦輪流量計(jì)在天然氣行業(yè)的運(yùn)用
目前,天然氣貿(mào)易交接中采用質(zhì)量流量進(jìn)行計(jì)量的非常少,國(guó)內(nèi)幾乎所有的天然氣貿(mào)易交接均采用體積量進(jìn)行結(jié)算,但伴隨著GB/T22723-2008《天然氣能量的測(cè)定》的頒布,能量計(jì)量將會(huì)得到更多的關(guān)注。能量計(jì)量是通過(guò)兩個(gè)不相關(guān)的測(cè)量來(lái)完成的,即體積或質(zhì)量流量的測(cè)量和體積或質(zhì)量發(fā)熱量的測(cè)量,將這兩種測(cè)量合成,計(jì)算出燃?xì)獾哪芰?。本文主要介紹城市燃?xì)怏w積計(jì)量用渦輪流量計(jì),無(wú)論是目前的體積計(jì)量方式或?qū)?lái)的能量計(jì)量,氣體渦輪流量計(jì)都是天然氣計(jì)量系統(tǒng)中的重要組成部分。
市場(chǎng)上使用的氣體渦輪流量計(jì)主要有兩種:一種為不帶機(jī)械計(jì)數(shù)器的電子式氣體渦輪流量計(jì)(也稱一體式氣體渦輪流量計(jì)、智能渦輪流量計(jì)等);另一種為帶機(jī)械計(jì)數(shù)器的氣體渦輪流量計(jì)。
一、氣體渦輪流量計(jì)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)
1.渦輪流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)
上關(guān)于氣體渦輪流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)主要有如下幾類:
——ISO9951-1993Measurementofgasflowinclosedconduits—turbinemeter及其1994年的修訂版。
——法制計(jì)量組織(OIML)OIMLR137-1:2006《氣體流量計(jì)》。
——美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)AGANo7Measurementofflowgasbyturbinemeters(1981)。
——歐共體標(biāo)準(zhǔn)PrEN12261Gasmeters-Turbinegasmeters及其2005年的修訂版。
——日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISZ8765-80《タ-ヒシ"流量計(jì)"じよろ流量測(cè)定方法》等。
在上述、國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中,有一個(gè)共同點(diǎn)就是所有關(guān)于氣體渦輪流量計(jì)的描述都是以純機(jī)械的氣體渦輪流量計(jì)為基礎(chǔ)的。如在EN12261和AGANo7中,所有關(guān)于氣體渦輪流量計(jì)的描述都未涉及電子部分,而在目前間貿(mào)易結(jié)算比較推崇的OIMLR137-1:2006的附錄C中明確提出,氣體渦輪流量計(jì)為純機(jī)械儀表。
注:更多關(guān)于氣體渦輪流量計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的資料請(qǐng)查閱2009年4月《中國(guó)計(jì)量》雜志刊發(fā)的國(guó)內(nèi)外氣體渦輪流量計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。
2.渦輪流量計(jì)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程
目前,國(guó)內(nèi)可供參考的氣體渦輪流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程如下:
——GB/T21391-2008《用氣體渦輪流量計(jì)測(cè)量天然氣流量》。
——JJG1037-2008《渦輪流量計(jì)》檢定規(guī)程。
關(guān)于GB/T21391-2008,首先它是一個(gè)推薦性標(biāo)準(zhǔn);其次,它關(guān)注的重點(diǎn)是如何用氣體渦輪流量計(jì)來(lái)測(cè)量天然氣流量及技術(shù)要求,而很少涉及渦輪流量計(jì)本身。
關(guān)于JJG1037-2008,筆者有如下看,供大家討論:
(1)氣體渦輪流量計(jì)必須符合技術(shù)法規(guī)。
(2)它創(chuàng)造性地把氣體和液體渦輪流量計(jì)的技術(shù)要求結(jié)合到一起,單從這點(diǎn)來(lái)說(shuō),屬于*。
(3)從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),一般液體的測(cè)量?jī)H需關(guān)注液體的流量即可;而以天然氣為例的氣體流量的測(cè)量,不僅涉及流量的測(cè)量,還涉及溫度、壓力、組分、相對(duì)密度甚至發(fā)熱量等諸多參數(shù)的測(cè)量。
(4)從生產(chǎn)制造的工藝來(lái)說(shuō),液體渦輪流量計(jì)能夠達(dá)到的準(zhǔn)確度要遠(yuǎn)高于氣體渦輪流量計(jì);而且液體渦輪流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度也要遠(yuǎn)高于氣體渦輪流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置。
(5)在目前機(jī)械式氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)中的體積修正儀被從《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》(型式批準(zhǔn)部分)中刪除的前提下,JJG1037-2008巧妙地回避了氣體計(jì)量過(guò)程中溫度、壓力等參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度的問(wèn)題。但作為在一次能源比重中不斷上升的天然氣,氣體渦輪流量計(jì)在其工業(yè)計(jì)量中約占50%的*,由于JJG1037-2008不關(guān)注天然氣溫度、壓力等參數(shù)測(cè)量,可以說(shuō)給天然氣這一重要能源的計(jì)量帶來(lái)了諸多不便,使氣體渦輪流量計(jì)的周期檢定遇到很大的問(wèn)題。
二、氣體渦輪流量計(jì)的檢定
1.電子式氣體渦輪流量計(jì)的檢定
電子式氣體渦輪流量計(jì)的出廠檢定和周期檢定均參照J(rèn)JG1037-2008,其主要存在以下問(wèn)題:
(1)參照一、2中對(duì)JJG1037-2008的看法,這樣做忽略了天然氣計(jì)量是一個(gè)多參數(shù)測(cè)量的本質(zhì),未定義溫度、壓力等參數(shù)的準(zhǔn)確度要求。
(2)電子式氣體渦輪流量計(jì)在生產(chǎn)過(guò)程中,其內(nèi)置的溫度、壓力傳感器應(yīng)該是經(jīng)過(guò)分別檢驗(yàn)合格之后安裝到表體上的。但考慮其溫度、壓力傳感器需要在不同的溫度及壓力條件下進(jìn)行檢定,而電子式氣體渦輪流量計(jì)溫度、壓力傳感器為內(nèi)置的,無(wú)法拆開,從目前渦輪流量計(jì)的第三方檢定機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有檢測(cè)能力看,帶壓或全溫度范圍的渦輪流量計(jì)檢定是不可能實(shí)現(xiàn)的。
從實(shí)際的第三方標(biāo)定和周期檢定的情況來(lái)看,電子式氣體渦輪流量計(jì)的檢定和純機(jī)械的氣體渦輪流量計(jì)的檢定基本相同,所檢測(cè)的參數(shù)和項(xiàng)目也基本一致,即僅檢測(cè)電子表頭輸出的工況流量的準(zhǔn)確度,無(wú)法實(shí)現(xiàn)其他參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度的檢測(cè)。即在電子式氣體渦輪流量計(jì)的使用過(guò)程中,除工況流量之外的溫度、壓力等參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度基本處于無(wú)法控制的狀態(tài),所以貿(mào)易交接用的基準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積量的準(zhǔn)確度也不*可靠。
同時(shí),由于受制造工藝、生產(chǎn)水平等因素的影響,電子式氣體渦輪流量計(jì)的機(jī)械部件線性較差,電子表頭輸出的表征工況流量的輸出信號(hào)多是經(jīng)過(guò)非線性誤差修正過(guò)的,其產(chǎn)品使用一段時(shí)間后,誤差漂移非常明顯。
2.機(jī)械式氣體渦輪流量計(jì)的檢定
由于機(jī)械式氣體渦輪流量計(jì)需要和體積修正儀組成完整的天然氣計(jì)量系統(tǒng),所以機(jī)械式氣體渦輪流量計(jì)的檢定需要和體積修正儀一起考慮。
但由于體積修正儀不屬于計(jì)量器具(考慮到體積修正儀暫未列入計(jì)量器具型式檢定目錄,這種說(shuō)法不合理但合法),一般不建議客戶送體積修正儀進(jìn)行第三方檢定。但部分客戶堅(jiān)持提出體積修正儀也要送第三方檢定(這種要求合理不合法),一般送檢參考JJG1003-2005《流量積算儀》檢定規(guī)程。關(guān)于JJG1003-2005,筆者在此也提幾點(diǎn)看法,供大家一起討論:
(1)單從流量積算儀這個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō),JJG1003-2005沒(méi)有任何問(wèn)題。
(2)JJG1003-2005規(guī)定的流量積算儀僅定義一個(gè)信號(hào)采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示的儀表,本身未定義任何類型變送器需要達(dá)到的準(zhǔn)確度。
(3)一般來(lái)說(shuō),體積修正儀都自帶溫度、壓力傳感器,JJG1003-2005卻未對(duì)體積修正儀自帶的溫度、壓力變送器的準(zhǔn)確度進(jìn)行要求。
(4)從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),JJG1003-2005不能作為體積修正儀的檢定依據(jù)。
針對(duì)體積修正儀標(biāo)準(zhǔn)不健全的現(xiàn)狀,體積修正儀的生產(chǎn)廠家都會(huì)對(duì)體積修正儀的準(zhǔn)確度有內(nèi)控的指標(biāo)及檢定方法。
三、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)上述對(duì)氣體渦輪流量計(jì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢定及使用過(guò)程的問(wèn)題分析,可以明顯地看出機(jī)械式氣體渦輪流量計(jì)不僅在技術(shù)上處于比較的地位,在實(shí)際使用過(guò)程中也存在*的優(yōu)勢(shì)。
目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上氣體渦輪流量計(jì)基本上是均分天下的局面,但不少燃?xì)夤疽呀?jīng)注意到電子式體積修正儀存在的問(wèn)題,在采購(gòu)的過(guò)程中逐步傾向于使用機(jī)械式氣體渦輪流量計(jì)+體積修正儀組成的天然氣計(jì)量系統(tǒng)。
針對(duì)目前的現(xiàn)狀,建議由標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程的制定部門召集市場(chǎng)上比較有技術(shù)實(shí)力的廠家,共同對(duì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程進(jìn)行修訂,進(jìn)一步完善天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,使之更為貼近標(biāo)準(zhǔn)。從源頭上促進(jìn)國(guó)產(chǎn)流量計(jì)生產(chǎn)技術(shù)水平的提升,淘汰市場(chǎng)上質(zhì)量低劣、以次充好的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)由中國(guó)制造到中國(guó)創(chuàng)造的跨越。
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