CN219914599U - 一种燃气表实流循环标定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气表实流循环标定系统，涉及测量技术领域，包括依次连接并形成封闭回路的气表安装组件、临界流气体流量标准装置、循环泵、换热器，且换热器与气表安装组件之间还连接有用于连接燃气管网的进气管和用于连接大气的排气管。本实用新型通过采用临界流气体流量标准装置，使天然气在本实用新型内循环使用并检定，不仅节约了气体成本，且能在短时间内完成大量的检定，整体效率高，性能稳定。

Description

一种燃气表实流循环标定系统

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种燃气表实流循环标定系统。

背景技术

燃气作为一个非常重要的清洁能源，它和人民的生活息息相关。燃气表是计量燃气用量的仪表，主要用于计量城市用户使用燃气量，从而计算所需支付给燃气企业的使用费，并促进燃气企业有充足的资金提高服务质量和拓展业务，实现可持续化发展。

燃气计量失准会造成用户经济损失或燃气企业亏损，而任何一方的损失都需要尽可能避免，此时，计量检定的作用尤为重要。通过计量检定，燃气表计量功能得到保证，计量准确无误，偏差可忽略，实现双方公平交易。国内外各设备厂家纷纷研发了燃气表检定装置，依据JJF 1240-2010《临界流文丘里喷嘴法气体流量标准规范》、JJG 620-2008《临界流文丘里喷嘴检定规程》、GB/T 39841-2021《超声波燃气表》、JJG577-2012《膜式燃气表检定规程》等国家规范进行设计、加工、制造。而为了保障燃气计量的准确性，保证燃气合理使用，因此燃气表的检定成为一个任重而道远的工作。

目前燃气表基表误差检定方法有很多，检测装置主要包括钟罩法气体流量标准装置、活塞法气体流量标准装置、标准表法气体流量标准装置以及音速喷嘴法气体流量标准装置。

钟罩法气体流量标准装置：钟罩结构简单，自身精度等级不高，且标定是间隙进行，效率低。

活塞法气体流量标准装置：气体活塞式流量装置稳定性高、重复性好，装置准确度等级高，相对而言成本高，而检定方式为间歇进行，效率较低。

标准表法气体流量标准装置：标准表法装置一般采用罗茨流量计湿式气体流量计作为标准表，使流体在相同时间间隔内连续通过标准流量计和被检流量计，比较两者的输出流量值，从而确定被检流量计的计量性能，应用于燃气表检定较少。

音速喷嘴法气体流量标准装置：采用重复性好，准确度高的临界流文丘里喷嘴作为标准装置，依靠循环泵连续抽负压工作，能在短时间内完成大量的检定，整体效率最高。由于没有可动件，性能稳定，最长检定周期可达五年，运行成本低。

对比上述多种标准装置对燃气表的检定，综合其优越性，目前音速喷嘴法气体流量标准装置在燃气表检定行业被生产企业、检定机构等认可并广泛使用，不仅能同时实现对多只燃气表共同检定，且检定介质通常为空气，标准检定环境20℃左右，不会产生污染。但燃气表在实际使用中，由于天然气与空气密度不同，实际流过的体积存在的误差值与装置标定的误差值有差异；同时，北方最低气温在-30℃左右，南方最高气温在40℃左右，温度的影响也会导致计量的准确性。因此，音速喷嘴法气体流量标准装置在实流天然气检定应用中仍存在诸多缺陷和不足，现急需一种适用于实流循环的检定装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气表实流循环标定系统，通过采用临界流气体流量标准装置，使天然气在本实用新型内循环使用并检定，不仅节约了气体成本，且能在短时间内完成大量的检定，整体效率高，性能稳定。

为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种燃气表实流循环标定系统，包括依次连接并形成封闭回路的气表安装组件、临界流气体流量标准装置、循环泵、换热器，且换热器与气表安装组件之间还连接有用于连接燃气管网的进气管和用于连接大气的排气管。

进一步的，所述换热器与气表安装组件之间还连接有氮气瓶和标气瓶。

进一步的，所述氮气瓶出口端和标气瓶出口端均安装有调压阀。

进一步的，所述换热器与气表安装组件之间还安装有进排气汇流组件，且氮气瓶、标气瓶和排气管均安装在进排气汇流组件进口端，排气管安装在进排气汇流组件出口端。

进一步的，所述进排气汇流组件与气表安装组件之间还并联有缓冲容器。

进一步的，所述进排气汇流组件与换热器之间还安装有天然气浓度检测仪和氮气浓度检测仪。

进一步的，所述气表安装组件出口端与换热器出口端之间还连接有直通管路。

进一步的，所述临界流气体流量标准装置包括滞止容器和背压容器，滞止容器与背压容器之间连接有多个喷嘴阀。

进一步的，所述排气管上和循环泵出口端还安装有止回阀。

进一步的，所述气表安装组件进口端还安装有压力变送器。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过采用临界流气体流量标准装置，使天然气在本实用新型内循环使用并检定，不仅节约气体成本，且能在短时间内完成大量的检定，整体效率高，性能稳定；同时，临界流气体流量标准装置的重复性非常好，临界流气体流量标准装置上的临界流文丘里喷嘴的检定周期五年，运行成本低。

(2)通过设置换热器，并同时在本实用新型中连接用于连接燃气管网的进气管以及标气瓶，使本实用新型在以实流管道天然气、多组分标气介质下对燃气表进行不确定度评估时，能更真实复现实际使用状态；同时，工况参数的实时测量，使流量测量准确度达到较高的水平。

(3)通过采用计量量值溯源以实流检定方式，即以天然气为介质、在接近现场工况等条件下对燃气表的多个流量点进行动态量值溯源，切实解决量值溯源准确和统一的问题。

(4)本实用新型适用于高低温测试，解决了因一年四季南方与北方的温度高低不同而使燃气表在不同环境温度下的误差不一致，使计量随温度变化而差异增大的问题进行修正，从而提高燃气自身计量性能。

(5)通过采用本实用新型对燃气表计量检定，使贸易结算更准确，使供销双方均以天然气为介质进行校核燃气表，在使用与标定条件相同情况下，实现公平、公正计量。

附图说明

附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本实用新型提供的燃气表实流循环标定系统的系统简图；

图2是本实用新型提供的燃气表实流循环标定系统的详细布置图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1、气表安装组件，2、临界流气体流量标准装置，3、循环泵，4、换热器，5、进气管，6、排气管，7、氮气瓶，8、标气瓶，9、进排气汇流组件，10、缓冲容器，11、天然气浓度检测仪，12、氮气浓度检测仪，13、直通管路；

21、滞止容器，22、喷嘴阀，23、背压容器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

如图1、图2所示，本实用新型提供的一种燃气表实流循环标定系统，包括气表安装组件1、临界流气体流量标准装置2、循环泵3、换热器4；其中，气表安装组件1可连接不同规格膜式燃气表、超声波燃气表等，数量可为n只，而临界流气体流量标准装置2为具有多个高精度喷嘴作为标准器，标准器根据燃气检定不同流量点进行选择匹配，循环泵3为整个系统提供检定气体循环的动力，换热器4用于对通过的气体进行升温或降温，确保循环泵3排出的气体达到恒定温度。所述气表安装组件1、临界流气体流量标准装置2、循环泵3、换热器4依次连接并形成密封回路，且换热器4与气表安装组件1之间还连接有进气管5和排气管6，进气管5上安装有气动阀K3，排气管6上安装有气动阀K1，在对燃气表测量过程中，进气管5可直接与燃气管网进行连接，而排气管6则可直接与大气连通。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述换热器4与气表安装组件1之间还连接有氮气瓶7和标气瓶8，氮气瓶7内储存有氮气，标气瓶8内储存有天然气，氮气瓶7内的氮气用于对系统进行氮气置换，标气瓶8内的天然气用于对系统进行天然气置换。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述氮气瓶7出口端安装有气动阀K5和调压阀Y2，调压阀Y2可用于对氮气瓶7排出的氮气进行减压，而标气瓶8出口端安装有气动阀K4和调压阀Y3，调压阀Y3可用于对标气瓶8排出的天然气进行减压。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述换热器4与气表安装组件1之间还安装有进排气汇流组件9，即，进排气汇流组件9为多通路阀门组件，氮气瓶7、标气瓶8、排气管6和换热器4出口端均与进排气汇流组件9进口端连接，排气管6、气表安装组件1进口端均与进排气汇流组件9出口端连接，且换热器4与气表安装组件1之间的连接也直接通过进排气汇流组件9上的通道连通，该通道上安装有气动阀K2，进排气汇流组件9可将与氮气瓶7、标气瓶8、进气管5、排气管6、换热器4、气表安装组件1的连接进行汇集，从而使管路系统更加简单。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述进排气汇流组件9与气表安装组件1之间还安装有气动阀K9，且进排气汇流组件9与气表安装组件1之间还并联有缓冲容器10，缓冲容器10为整个系统提供足够并且稳定的气源，且缓冲容器10进口端安装有气动阀K6，缓冲容器10出口端依次安装有气动阀K7、调压阀Y1和气动阀K8；同时，缓冲容器10上还安装有压力变送器P4。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述进排气汇流组件9与换热器4之间还安装有天然气浓度检测仪11和氮气浓度检测仪12，氮气浓度检测仪12可实时检测管路末端的氮气浓度，天然气浓度检测仪11可实时检测管路末端的天然气浓度，使本实用新型在进行天然气置换或氮气置换的过程中可判定管路系统内的天然气浓度和氮气浓度是否达标，从而保证天然气的置换效果或氮气的置换效果。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述气表安装组件1出口端与换热器4出口端之间还连接有直通管路13，该直通管路13上安装有气动阀K11，当燃气表安装在气表安装组件1后进行密封性检测时，通过燃气表后的氮气可直接通过直通管路13进行流通，减少了氮气的流通路径。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述临界流气体流量标准装置2包括滞止容器21和背压容器23，滞止容器21与背压容器23之间连接有多个喷嘴阀22，滞止容器21为临界流气体流量标准装置2进口端，背压容器23为临界流气体流量标准装置2出口端，且滞止容器21进口端安装有气动阀K10，滞止容器21上安装有压力变送器P2和温度计T2，背压容器23出口端安装有气动阀K13，背压容器23上安装有压力变送器P3。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述排气管6上还安装有止回阀Z2，避免氮气在通过排气管6道进行排放时产生回流；同时，循环泵3出口端安装有止回阀Z1，避免通过循环泵3的氮气或天然气产生回流。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述气表安装组件1进口端还安装有压力变送器P1，使本系统在运行过程中可通过压力变送器P1的数值来判定本系统的密封性能或燃气表的密封性能；同时，气表安装组件1进口端安装有温度计T1，气表安装组件1出口端安装有温度计T3。

本系统在实际运行时包括以下八个步骤：(1)系统密封性自检；(2)燃气表安装；(3)燃气表密封性检测；(4)系统氮气置换；(5)系统天然气置换；(6)燃气表检测；(7)燃气表更换后的气体置换；(8)系统内部残留气体清除。

(1)系统密封性自检：关闭气动阀K1、气动阀K2、气动阀K3、气动阀K4,打开其余的气动阀，氮气瓶7内的氮气通过调压阀Y2减压到8kPa压力，氮气充满本系统进行密封性检测，系统根据压力变送器P1、压力变送器P2、压力变送器P3和压力变送器P4的压力变化来判定本系统的密封性能，待本系统充气完成后，关闭气动阀K5，判定规则为3分钟的保压时间内压力总损失不超过180Pa，测试完毕后，气动阀K1打开进行泄压。

(2)燃气表安装：系统密封性自检完成后，先把被检燃气表通过螺纹连接悬挂固定到气表安装组件1的燃气接口管路上，接着，调节光电接收传感器位置对准燃气表LED脉冲端口，完成燃气表的安装固定。

(3)燃气表密封性检测：燃气表安装完成后，关闭气动阀K1、气动阀K2、气动阀K3、气动阀K4、气动阀K6、气动阀K7、气动阀K8、气动阀K10、气动阀K12，开启气动阀K5，氮气瓶7内的氮气进入燃气表内，并进入直通管路13，当氮气压力达到设定值后，关闭气动阀K5、气动阀K9、气动阀K11，然后对被检燃气表进行密封性检测，并通过采集并记录压力变送器P1的数据变化情况来判定燃气表密封性能，判定规则为3分钟的保压时间内压力总损失不超过180Pa；测试完毕后，将气动阀K1、气动阀K9、气动阀K11和喷嘴阀22打开进行泄压。

(4)系统氮气置换：燃气表密封性检测完成后，开启气动阀K1、气动阀K6、气动阀K7、气动阀K8、气动阀K9、气动阀K10、气动阀K12、气动阀K13和喷嘴阀22，关闭其余阀门；启动循环泵3，循环泵3把系统内的空气全部抽出去，当缓冲容器10和背压容器23内的压力低于1kPa时，停止循环泵3，此时，氮气瓶7里储存的氮气从调压阀Y2减压到15kPa左右后进入系统，最后通过气动阀K1排放到大气。在排放过程中，本系统中的氮气浓度检测仪12会实时检测管路末端的氮气浓度，直到检测判定浓度达标后停止注入氮气，关闭阀门1结束氮气的置换。

(5)系统天然气置换：氮气置换完成后，启动气动阀K3或气动阀K4，让燃气管网内的常压天然气或标气瓶8中的天然气进入本系统，最后通过气动阀K1处排放到大气。在排放过程中，本系统中的天然气浓度检测仪11会实时检测管路末端的天然气浓度，直到检测判定浓度达标后停止注入天然气，关闭气动阀K3或气动阀K4，并关闭气动阀K1，完成天然气的置换。

(6)燃气表检测：天然气置换完成后，启动气动阀K2、气动阀K6、气动阀K7、气动阀K8、气动阀K10、气动阀K12、气动阀K13和临界流气体流量标准装置2上的喷嘴阀22，关闭其余阀门；同时，启动循环泵3，循环泵3提供内部循环动力，通过对系统内各处温度、压力、流量的监控，当系统气流运行达到稳定之后进入燃气表示值误差检测环节。

(7)燃气表更换后的气体置换：当燃气表检测完毕后且需要更换新的燃气表进行检测时，关闭气动阀K2、气动阀K6、气动阀K8、气动阀K10、气动阀K12，开启气动阀K5、气动阀K9、气动阀K11，氮气瓶7内储存的氮气经过调压阀Y2减压后进入系统内部，并最终经过排气管6上的气动阀K1后排放到大气，而在排放过程中管路中的氮气浓度检测仪12会实时检测管路末端的氮气浓度，直到检测判定浓度达标后停止注入氮气，关闭气动阀K1和气动阀K5，结束氮气的置换。为了节约天然气消耗，此过程相对系统气体置换过程不同，关闭了气动阀K6和气动阀K8，不对缓冲容器10内之前存储的天然气进行置换。

(8)系统内部残留气体清除：当本系统不需要再使用时，对系统中所有管道内部的残余气体清除的操作过程完全参照步骤(4)中系统氮气置换过程操作，将本系统内部所有部位的残留气体全部置换到大气中去，最后取下燃气表，结束整个测试过程。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种燃气表实流循环标定系统，其特征在于，包括依次连接并形成封闭回路的气表安装组件(1)、临界流气体流量标准装置(2)、循环泵(3)、换热器(4)，且换热器(4)与气表安装组件(1)之间还连接有用于连接燃气管网的进气管(5)和用于连接大气的排气管(6)。

2.根据权利要求1所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述换热器(4)与气表安装组件(1)之间还连接有氮气瓶(7)和标气瓶(8)。

3.根据权利要求2所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述氮气瓶(7)出口端和标气瓶(8)出口端均安装有调压阀。

4.根据权利要求2所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述换热器(4)与气表安装组件(1)之间还安装有进排气汇流组件(9)，且氮气瓶(7)、标气瓶(8)和排气管(6)均安装在进排气汇流组件(9)进口端，排气管(6)安装在进排气汇流组件(9)出口端。

5.根据权利要求4所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述进排气汇流组件(9)与气表安装组件(1)之间还并联有缓冲容器(10)。

6.根据权利要求4所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述进排气汇流组件(9)与换热器(4)之间还安装有天然气浓度检测仪(11)和氮气浓度检测仪(12)。

7.根据权利要求2所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述气表安装组件(1)出口端与换热器(4)出口端之间还连接有直通管路(13)。

8.根据权利要求2所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述临界流气体流量标准装置(2)包括滞止容器(21)和背压容器(23)，滞止容器(21)与背压容器(23)之间连接有多个喷嘴阀(22)。

9.根据权利要求2所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述排气管(6)上和循环泵(3)出口端还安装有止回阀。

10.根据权利要求2所述的燃气表实流循环标定系统，其特征在于，所述气表安装组件(1)进口端还安装有压力变送器。