國際氣體流量測量技術的新進展

1、國際氣體流量測量技術的新進展孫延祚 KOOS VAH HEI BEN北京化工大學 摘 要 文章從以下6個方面綜述了當今國際上氣體流量測量技術的最新進展；（1）在加拿大新建成的TCC高壓天然氣大流量標準裝置，它是目前世界上最精確的高壓氣體流量標定站；（2）全新的大流量氣體流量傳遞標準-世界第一個工業(yè)用大型旋轉活塞（腰輪）式校準儀；（3）新一代的氣體超聲流量計；（4）新型氣體腰輪流量計；（5）用于天然氣國際貿易輸送的計量系統(tǒng)；（6）用于較小量點的新型天然氣分配計量系統(tǒng)。主題詞 氣體 流量計量 裝置 系統(tǒng) 流量計 技術 發(fā)展      &#

2、160;                   目前世界上最精確的高壓氣體流量標定站    世界上唯一的一種旋轉活塞（腰輪）式校準儀具有標定站的“看站狗”WATCH BOG）能力。利用它能夠實現(xiàn)從主參比標準流量計到主基準的更直接的連接（溯源），詳見下文IRPP。這個溯源鏈是由NMI確保和認證的，安裝在加拿大WINNIPEG。    安裝在加拿大WINNIPEG

3、 的TCC流量標定站的總不確定度2000年底將達0.15%。（目前已公認為0.2%）。IRPP校準儀利用現(xiàn)代化的Instromet 的最新監(jiān)控序列軟件（ ISS Supervisory Suite Software ）來獲取全部測量結果，該軟件提供了一個快速、精確和友好的用戶界面。對全部信號，包括流量的快速采樣（僅3秒）能充分利用全部的流動信息，能使測量的延續(xù)（持續(xù)）時間最佳化，是獲得一個客觀的不確定度結果的基礎。為確保測量結果的完善一致，系統(tǒng)已被最佳化。它能進行快速的誤差檢測。         

4、0;                    第一個工業(yè)用大型旋轉活塞式校準儀（IRPP）    在進行大量的研究和無數(shù)次的實驗之后， Instromet 獨特的旋轉活塞式（腰輪）校準儀現(xiàn)已安裝在加拿大的TCC流量標定站。該校準儀是基于一系列的無脈動的氣體腰輪流量計，能在很寬的壓力和流量范圍內提供高度精確的流量測量結果。它所具有的只有在實驗室中才能取得的精確度和重復性使其能相當可

5、觀地減小一個流量標定裝置的總不確定度。                                               

6、0;      圖 1 高壓氣體流量標定站     工業(yè)用旋轉活塞式校準儀（IRPP）的主要特點；    （1） 極高的精確度；（2）極好的重復性；（3）與標定站的安裝無關；（4）與氣體的溫度、 壓力和組分無關；（5）極寬的量程比；（6）可量測性好；（ Scalable ）可將IRPP系統(tǒng)安裝在 氣體貿易輸送計量站或流量測試裝置處，在這里可利用IRPP作為備用的傳遞標準，以便對其它流量計進行常規(guī)的例行的檢定。它的測量核心組件（盒式芯子）是便攜的，使其能很方便地將該核心組件運至溯源的主基

7、準（更高級的檢定實驗室）。    專用的軟件系統(tǒng)能輸出快速響應的流量信號并減小不必要的數(shù)據(jù)，從而將IRPP制作成一個現(xiàn)實的校準儀式的標準流量計。                      超聲流量計的最新一代產品-“運動跑車”    最新一代的氣體超聲流量計已經出現(xiàn)。這種杰出的流量計的超聲探頭（傳感器）相對于流量計表體處于垂直方

8、位，這與傳統(tǒng)的沿傾斜角度插入的傳感器不同。專為4英寸（100 mm）到8英寸（200mm）管道而設計的這種新型Q Sonic-3氣體超聲流量計結構是非常緊湊的，它使用于氣體的貿易輸送計量。聲道的配置仍然依據(jù)已證實且受專利保護的雙反射原理，同時結合通過管道中部的單反射聲道。目前一直在生產的Q系列超聲流量計中也是采用雙反射聲道與單反射聲道相結合的原理。    將傳感器安裝在測量管的半頂部，這樣做一方面是為了便于維護，另一方面也是為了防止在傳感器槽（凹、 空穴）處聚集液體。因此這個新一代的超聲流量計能更好地適用于濕氣體的場合。    在新一

9、代的超聲流量計的結構設計方面的，另一個特點是；在線帶壓更換傳感器仍是一個由用戶決定的任選項。有專門為此而開發(fā)的抽出工具。利用此抽出工具可以無須降低管道中的壓力，僅在幾分鐘之內更換傳感器。對于新一代的超聲流量計，超聲頻率已被提高到200KHZ ，其結果是使信噪比得以改善。這使得新一代的超聲流量計對于由調壓器或調節(jié)閥所產生的噪聲更不敏感。                      

10、      氣體腰輪流量計技術的最新產品    作為腰輪流量計中常用的盒式組件結構的一種替代物,Instromet 的工程師們開發(fā)出了結構極為緊湊的具有極優(yōu)良計量特性的IRM-3型氣腰輪流量計。它能使通過測量室的氣體泄露量達到最小，同時使由腰輪輸送的氣體體積（容積）達到最大。    IRM-3的表體非常結實，不可能由于安裝中的未對準而發(fā)生表體變形。而一般常規(guī)氣體腰輪流量計安裝時，常常由于管道軸線與流量計軸線的不同軸而使殼體變形，易發(fā)生腰輪被卡死而停轉的故障。IRM-3則不會發(fā)生此種卡死

11、故障。    與Instromet 擴展其精密測量前沿的傳統(tǒng)一致，Instromet 開發(fā)出了專利的IRM DUO型氣體腰輪流量計。它消除了普通腰輪流量計中所固有的主要脈動（本質上是氣體流量的脈動）。通過在一個表體中精巧地安裝耦合了的兩對腰輪，而每對腰輪所產生的脈動正好安排得彼此相對，從而獲得氣流的平滑的（無脈動）流動。這種DUO原理現(xiàn)已成功地用于IRM1系列較大口徑的氣體腰輪流量計，和用于4英寸（100mm）到6英寸（150mm）口徑IRM3型氣體腰輪流量計。所有這些新型腰輪流量計工作時，都有無與倫比的寂靜和平穩(wěn)。    IRM-3

12、系列氣體腰輪流量計的供貨口徑為：1.5英寸（40mm）-6英寸（150mm），它相應的流量測量范圍是；0.6-100m3 / h（1.5-38M，亦即G25G650），氣體的工作壓力可達1.6MPa。此種流量計的精度優(yōu)于1%，重復性優(yōu)于0.1%，量程比大于1：100。氣體工作溫度范圍：-300-600 。IRM-3系列腰輪流量計已由幾個國際上主要的權威計量機構批準可用于貿易輸送計量。                  

13、;        享有國際聲譽的邊境計量系統(tǒng)    由于因用了Instromet的ISS監(jiān)控序列軟件包，已達到具有99.99%利用率的有100%冗余度的總能量系統(tǒng)。ISS的先進的彩色圖形顯示具有歷史趨勢、報警和廣泛的維護功能。這使得系統(tǒng)運行很省事。高級計算包括用于過程的量與質的測量和支持冗余度的一個完整的流量庫。計量系統(tǒng)可通過ISS系統(tǒng)或中央計算機實現(xiàn)完整的自控。各種報表完全可以按規(guī)格改制。有可以利用的內部互聯(lián)網(wǎng)（In-tranet）支持軟件。Instromet一直在提供完整的高水平邊境天然氣計

14、量系統(tǒng)的交鑰匙工程。已完成的幾個工程有：    （1）瑞士Transitgas,WaIIbach 站：在6.75 MPa下1990 680 m3/h,4× 24" Q.Shic 和 SM-RIX渦輪，有分析器室，冗余的可編程調節(jié)器PLC.冗余的ISS系統(tǒng)。    （2） 土爾其BoIocIar 站；在7.5MPa下，120 ×104m3/n,4×24"孔板，有分析器室，冗余的PLC.冗余的ISS系統(tǒng)。    （3） 意大利Masera 站；在6 MPa下，

15、230×104m3/h,6×20"Q.Sonic 和SMRIX渦輪，有分析器室，冗余的PLC.冗余的ISS系統(tǒng)。    （4） 奧地利OMV.ArnoIdstein and Baumgarten 站；1990 680m3/h(在6.75MPa下)，4×24"Q.Soh-ic和SMRIX渦輪，有分析器室，冗余的PLC、冗余的ISS系統(tǒng)。               &#

16、160;         天然氣分配計量系統(tǒng)能提供各種便利，操作容易    為較小計量點的自動化，Instromet 提供了性能價格比高的解決辦法。在邊境計量中使用的工業(yè)強度的ISS監(jiān)管（控）系統(tǒng)，可提供計算，復雜的管路切換，能量計算和完成報表等功能。彩色圖象的擬態(tài)顯示使操作運行非常輕松。出現(xiàn)任何問題都要報警，確保操作人員獲得有關信息。在系統(tǒng)中測量結果記錄，檔案和變化趨勢使故障排除工作變得極為簡單。其特點是由Instromet 設計完成的與中央系統(tǒng)的連接和通過調制解調器（modem）的

17、支持都是標準的。已提供給用戶關于該系統(tǒng)的一些例子如下；（1） 韓國，韓國燃氣；11個站，3或4個平行的計量管道；47×6"、8"、10"、12"和16"SMRI-X渦輪流量計，用于站控的PLC，用于監(jiān)控與管理的ISS軟件。計量管的自動切換和自動報表。（2） 波斯尼亞Sarajevogas 地區(qū)的Kiadan 站；2×16"，1×18"SMRIX型渦輪流量計，EncaI2000 色譜儀，用于監(jiān)督管理，管道切換和報表的ISS.（3） 馬來西亞Petronas地區(qū)蹬GeIugor 站；6.9MPa,213 750m3/h,3×8"