CN103292878A

CN103292878A - 高压天然气流量计检定装置

Info

Publication number: CN103292878A
Application number: CN2013102594527A
Authority: CN
Inventors: 方帅
Original assignee: BEIJING JUYA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING JUYA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明涉及一种高压天然气流量计检定装置。主要解决现有的高压天然气流量计检定装置准确度低、需要将流量计拆下送到指定检定站检定而在运输过程中产生误差、无法实现在线检定的问题。其特征在于：所述的壳体（1）中部固定有水平方向的整流板（2），整流板（2）上开有若干个小孔，壳体（1）上部连接有若干个喷嘴（3），喷嘴（3）上部连接有气动平衡阀（4）。本发明提供一种高压天然气流量计在线检定装置，该检定装置不需将高压天然气流量计拆下可通过流程切换就可对流量计进行在线检定，具有准确度高、节省安装空间和降低建设成本等优点。

Description

高压天然气流量计检定装置

技术领域

本发明涉及一种计量标准装置，具体的说是一种用于高压天然气流量计的检定装置。

背景技术

目前天然气贸易交接的高压天然气流量计的检定和量值传递方式主要是采取离线检定方式，标准涡轮流量计要求每年拆下送到实验室进行量值传递检定一次，标准超声流量计要求每2年送到实验室进行量值传递检定一次。目前我国天然气流量量值溯源技术发展情况为：⑴钟罩、mt、PVTt法、标准表法气体流量装置建设投资大，实验室工作时要求在20℃±1℃的工况条件下进行工作；⑵涡轮、超声流量计标准表形式的检定装置投资小，工况条件可以模拟现场使用条件，但是该种方法选用的工作标准涡轮流量计、超声流量计需要定期拆下来送到原级流量实验室进行全量程检定，这个检定过程存在两个方面的问题，首先检定时的工况条件和安装使用条件的不一致及送检运输过程对它们不确定度影响都无法通过技术手段进行修正；其次JJG1030-2007《超声流量计》和JJG1037-2008《涡轮量计》检定规程要求装置的扩展不确定度应不大于流量计最大允许误差绝对值的1/3。

按照检定规程的要求目前国内能够检定示值误差≤±0.3%标准流量计只有在国家站的成都天然气计量分站、南京天然气计量分站的原级或传递标准上进行量值传递检定或比对测试。这样对于大于DN200口径的标准表的检定受到了较大的限制。

成都天然气流量计量站和南京天然气流量计量站的检定装置为喷嘴组合式的高压计量检定装置，它们都是引进的管排式的结构，管排结构形式每个管道安装一个喷嘴和两个开关阀门，阀门根据设计管径和压力等级选用的都是高压电动阀门，一般这样的装置需要10几条管线，由汇管连接检定工作台位进行检定。这种形式结构的检定装置占地面积大，投资高，只能设计安装在实验室内进行工作，而无法实现对高压天然气流量计实时检定。

另外还有北京通州（采育）天然气外输站的计量撬式的检定装置，这种检定装置采用橇式标准表形式的检定方法，主标准器选用的是引进的涡轮天然气流量计（超声式天然气流量计作为核查标准表），经过压力、温度修正后对工作流量计进行检定，这种形式的检定装置标准表的不确定度不可能太高，因为上级传递标准满足不了高于被检表3倍的检定规程要求。

发明内容

为了克服现有的高压天然气流量计检定装置检定结果准确度低、需要将流量计拆下送到指定检定站检定而在运输过程中产生误差、无法实现实时检定的不足，本发明提供一种高压天然气流量计检定装置，该检定装置不需将高压天然气流量计拆下就可对流量计进行实时检定、准确度高、节省空间、成本低。

本发明的技术方案是：一种高压天然气流量计检定装置，包括壳体，壳体下部连接有入口管，所述的壳体中部固定有水平方向的整流板，整流板上开有若干个整流小孔，壳体上部连接有若干个喷嘴，喷嘴上部连接有气动平衡阀。

所述的气动平衡阀包括阀体，阀体上部连接有气缸，下部连接有密封连接体，密封连接体下部的侧壁上开有若干个流通孔，密封连接体内部置有密封塞，气缸下部通过密封连接杆与密封塞相连，所述的密封塞内部开有垂直方向的连通孔，连通孔连接密封塞的上下两端；且密封连接体底部与喷嘴相连，喷嘴上部内侧置有密封环，密封环内壁与密封塞相吻合。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该装置直接与天然气流量计串联，可在工况条件下对流量计检定，避免了检定工况条件与实际工况条件不一致及安装条件不一致给流量计带来的误差，提高了高压天然气计量系统精度；同时解决了由于送检流量计产生的安全问题、送检费用问题、影响输气生产运行等问题；并且该装置节省空间、成本低，同时也适用于实验室使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是气动平衡阀的结构示意图；

图3是本发明的控制原理图。

图中1-壳体，2-整流板，3-喷嘴，4-气动平衡阀，5-出口管，6-入口管，11-气缸，12-阀体，13-密封连接杆，14-壳体，15-密封连接体，16-密封塞，17-密封环，18-流通孔，19-连通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1、图2所示，一种高压天然气流量计检定装置，包括壳体1，为方便固定及移动，壳体1可固定在橇体上，壳体1下部连接有入口管6，上部连接有出口管5，可直接固定安装在天然气贸易交接计量站上，与流量计串联，从而实现流量计在线检定，也可以安装到实验室作为标准装置对高压天然气流量计进行离线检定。所述的壳体1中部固定有水平方向的整流板2，整流板2上开有若干个整流小孔，可以稳定气体流动状态。壳体1上部连接有若干个喷嘴3，喷嘴3的数量大于1，且采用不同喉径尺寸的型号。喷嘴3是检定装置的标准表，检定装置可根据被检定流量计的流量范围和所选定流量点的流量来选择开启不同数量的喷嘴组合实现对流量计进行检定过程。

喷嘴3上部连接有气动平衡阀4，所述的气动平衡阀4包括阀体12，阀体12固定在出口管5上，阀体12上部连接有气缸11，下部连接有密封连接体15，密封连接体15下部的侧壁上开有若干个流通孔18，流通孔18通常为4个,在打开状态下高压气体通过流通孔18向外流出。密封连接体15内部置有密封塞16，密封塞16与密封连接体15之间通过密封圈密封。气缸11下部通过密封连接杆13与密封塞16相连，所述的密封塞16内部开有垂直方向的连通孔19，连通孔19连通密封塞16的上下端，使密封塞16在密封时上下的压力基本平衡。密封连接体15底部与喷嘴3相连，喷嘴3内部上端内侧置有密封环17，密封环17内壁与密封塞16相吻合。气动平衡阀4是实现检定过程中流量调节功能的专用阀，由于中、高压天然气在管道内输送一般都在3－10MPa压力下流动，直接进行切断密封很难实现，而这里采用专用机械结构的压力平衡密封阀来实现在工况条件下，使用0.6MPa的氮气动力就能够方便灵活的实现密封、开启、切断通过每一个喷嘴的气路。

该检定装置与计算机相连，通过控制系统实现检定过程中的手动和自动控制两种功能，并且手动控制与自动控制可通过转换开关进行切换。其控制原理为：AD采集模块采集现场变送器的信号，包括温度信号、压力信号，脉冲采集模块采集现场被检表的脉冲信号，上述信号通过MCU主控及DO控制单元处理后，再通过继电器输出模块对现场气缸进行控制，同时，计算机通过RS485接口与采集控制模块相连，建立良好的人机工作界面，再连接显示器，可实现以下功能：⑴实现检定过程工艺流程的实时可视操作；⑵实现检定过程数据自动采集，生成数据表并进行数据处理；⑶实现检定数据显示、修改和输出打印功能；⑷具有数据库存储功能，可以按照仪表型号、检定时间等进行存档、查询和打印输出；⑸可以通过网络系统上传计量检定管理数据到主控室和管部门，方便管理部门进行数据统计与管理。

该高压天然气流量计检定装置具有如下优点：

⑴、由于该装置主标准器采用的是没有可动部件的音速喷嘴，它又是天然气计量量值传递的次级标准，将音速喷嘴直接用于检定贸易交接使用的流量计，使目前的中、高压天然气计量的量值传递的4级传递过程降为3级传递，提高了量值传递标准装置准确度。目前我国天然气外输贸易计量流量仪表配备的准确度等级要求在1.0级以内，检定装置的扩展不确定度要求是流量仪表最大误差绝对值的1/3。如果在线喷嘴检定装置的扩展不确定度为0.3%，流量仪表检定后，贸易交接双方采用流量仪表检定系数进行贸易交接可以提高贸易交接系统误差±0.3%左右。

⑵、解决了离线检定时存在的诸多问题：①检定时的工况条件和安装使用条件的不一致及送检运输过程对标准表不确定度影响无法通过技术手段进行修正的问题。②依托天然气管网建设计量站输气管网的运行要受到季节、安全、工艺要求制约的问题。③离线检定需要定期将流量仪表拆下送到检定站进行检定，运输距离一般都较远，拆装、运输费用较高，受检定条件限制有时不能及时检定，影响输气计量工作的问题。④由于受到检定站检定能力限制，送检的计量仪表不能完全模拟工况条件和进行全量程检定的问题。

⑶、该套流量标准装置标准器选用的是具有不同喉径尺寸的临界流文丘里喷嘴组合而成，流量范围可按照贸易交接流量计的流量范围进行设计，使其完全满足流量计的使用要求。该装置配置天然气在线色谱仪可以实现天然气的能量计量。按照JJG620-2008《临界流文丘里喷嘴》检定规程，喷嘴可以每5年拆下一次送到实验室或实流检定站进行检定。该种形式的装置使得天然气流量量值传递简单、方便、易行。

⑷、由于天然气流量计是在高压工况条件下运行的，拆、装送检这些仪表必须严格按照操作规程进行，具有很高的危险事故风险，采用在线检定方式只需要流程的切换即能实现检定过程，消除了安全隐患。

⑸、建设费用与已有天然气流量装置比较可以降低50%以上，大大节约了成本。

Claims

1.一种高压天然气流量计检定装置，包括壳体（1），壳体（1）下部连接有入口管（6），其特征在于：所述的壳体（1）中部固定有水平方向的整流板（2），整流板（2）上开有若干个整流小孔，壳体（1）上部连接有若干个喷嘴（3），喷嘴（3）上部连接有气动平衡阀（4）。

2.根据权利要求1所述的高压天然气流量计检定装置，其特征在于：所述的气动平衡阀（4）包括阀体（12），阀体（12）上部连接有气缸（11），下部连接有密封连接体（15），密封连接体（15）下部的侧壁上开有若干个流通孔（18），密封连接体（15）内部置有密封塞（16），气缸（11）下部通过密封连接杆（13）与密封塞（16）相连，所述的密封塞（16）内部开有垂直方向的连通孔（19），连通孔（19）连接密封塞（16）的上下两端；密封连接体（15）底部与喷嘴（3）相连，喷嘴（3）上部内侧置有密封环（17），密封环（17）内壁与密封塞（16）相吻合。