國(guó)際氣體流量計(jì)測(cè)量技術(shù)的*新發(fā)展情況

      導(dǎo)讀：文章從以下6個(gè)方面綜述了當(dāng)今國(guó)際上氣體流量測(cè)量技術(shù)的*新進(jìn)展；(1)在加拿大新建成的TCC高壓天然氣大流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，它是目前世界上***的高壓氣體流量標(biāo)定站；(2)全新的大流量氣體流量傳遞標(biāo)準(zhǔn)-----****個(gè)工業(yè)用大型旋轉(zhuǎn)活塞(腰輪)式校準(zhǔn)儀；(3)新一代的氣體超聲流量計(jì)；(4)新型氣體腰輪流量計(jì)；(5)用于天然氣國(guó)際貿(mào)易輸送的計(jì)量系統(tǒng)；(6)用于較小量點(diǎn)的新型天然氣分配計(jì)量系統(tǒng)。

   世界上**的一種旋轉(zhuǎn)活塞(腰輪)式校準(zhǔn)儀具有標(biāo)定站的“看站狗”WATCHBOG)能力。利用它能夠?qū)崿F(xiàn)從主參比標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)到主基準(zhǔn)的更直接的連接(溯源)，詳見(jiàn)下文IRPP。這個(gè)溯源鏈?zhǔn)怯蒒MI確保和認(rèn)證的，安裝在加拿大WINNIPEG。
　　
　　安裝在加拿大WINNIPEG的TCC流量標(biāo)定站的總不確定度2000年底將達(dá)0.15%。(目前已公認(rèn)為0.2%)。IRPP校準(zhǔn)儀利用現(xiàn)代化的Instromet的*新監(jiān)控序列軟件(ISS Supervisory Suite Software)來(lái)獲取全部測(cè)量結(jié)果，該軟件提供了一個(gè)快速、**和友好的用戶界面。對(duì)全部信號(hào)，包括流量的快速采樣(僅3秒)能充分利用全部的流動(dòng)信息，能使測(cè)量的延續(xù)(持續(xù))時(shí)間*佳化，是獲得一個(gè)客觀的不確定度結(jié)果的基礎(chǔ)。為確保測(cè)量結(jié)果的完善一致，系統(tǒng)已被*佳化。它能進(jìn)行快速的誤差檢測(cè)。
　　
　　**個(gè)工業(yè)用大型旋轉(zhuǎn)活塞式校準(zhǔn)儀(IRPP)
　　
　　在進(jìn)行大量的研究和無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)之后，Instromet獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)活塞式(腰輪)校準(zhǔn)儀現(xiàn)已安裝在加拿大的TCC流量標(biāo)定站。該校準(zhǔn)儀是基于一系列的無(wú)脈動(dòng)的氣體腰輪流量計(jì)，能在很寬的壓力和流量范圍內(nèi)提供高度**的流量測(cè)量結(jié)果。它所具有的只有在實(shí)驗(yàn)室中才能取得的**度和重復(fù)性使其能相當(dāng)可觀地減小一個(gè)流量標(biāo)定裝置的總不確定度。
　　
　　圖1高壓氣體流量標(biāo)定站
　　
　　工業(yè)用旋轉(zhuǎn)活塞式校準(zhǔn)儀(IRPP)的主要特點(diǎn)；
　　
　　(1)極高的**度；(2)極好的重復(fù)性；(3)與標(biāo)定站的安裝無(wú)關(guān)；(4)與氣體的溫度、壓力和組分無(wú)關(guān)；(5)極寬的量程比；(6)可量測(cè)性好；(Scalable)可將IRPP系統(tǒng)安裝在氣體貿(mào)易輸送計(jì)量站或流量測(cè)試裝置處，在這里可利用IRPP作為備用的傳遞標(biāo)準(zhǔn)，以便對(duì)其它流量計(jì)進(jìn)行常規(guī)的例行的檢定。它的測(cè)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(yùn)至溯源的主基準(zhǔn)(更**的檢定實(shí)驗(yàn)室)。
　　
　　專用的軟件系統(tǒng)能輸出快速響應(yīng)的流量信號(hào)并減小不必要的數(shù)據(jù)，從而將IRPP制作成一個(gè)現(xiàn)實(shí)的校準(zhǔn)儀式的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。
　　
　　超聲流量計(jì)的*新一代產(chǎn)品-----“運(yùn)動(dòng)跑車”
　　
　　*新一代的氣體超聲流量計(jì)已經(jīng)出現(xiàn)。這種杰出的流量計(jì)的超聲探頭(傳感器)相對(duì)于流量計(jì)表體處于垂直方位，這與傳統(tǒng)的沿傾斜角度插入的傳感器不同。專為4英寸(100mm)到8英寸(200mm)管道而設(shè)計(jì)的這種新型QSonic----3氣體超聲流量計(jì)結(jié)構(gòu)是非常緊湊的，它使用于氣體的貿(mào)易輸送計(jì)量。聲道的配置仍然依據(jù)已證實(shí)且受**保護(hù)的雙反射原理，同時(shí)結(jié)合通過(guò)管道中部的單反射聲道。目前一直在生產(chǎn)的Q系列超聲流量計(jì)中也是采用雙反射聲道與單反射聲道相結(jié)合的原理。
　　
　　將傳感器安裝在測(cè)量管的半頂部，這樣做一方面是為了便于維護(hù)，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(gè)新一代的超聲流量計(jì)能更好地適用于濕氣體的場(chǎng)合。
　　
　　在新一代的超聲流量計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的，另一個(gè)特點(diǎn)是；在線帶壓更換傳感器仍是一個(gè)由用戶決定的任選項(xiàng)。有專門為此而開(kāi)發(fā)的抽出工具。利用此抽出工具可以無(wú)須降低管道中的壓力，僅在幾分鐘之內(nèi)更換傳感器。
　　
　　對(duì)于新一代的超聲流量計(jì)，超聲頻率已被提高到200KHZ，其結(jié)果是使信噪比得以改善。這使得新一代的超聲流量計(jì)對(duì)于由調(diào)壓器或調(diào)節(jié)閥所產(chǎn)生的噪聲更不敏感。
　　
　　氣體腰輪流量計(jì)技術(shù)的*新產(chǎn)品
　　
　　作為腰輪流量計(jì)中常用的盒式組件結(jié)構(gòu)的一種替代物,Instromet的工程師們開(kāi)發(fā)出了結(jié)構(gòu)極為緊湊的具有極優(yōu)良計(jì)量特性的IRM---3型氣腰輪流量計(jì)。它能使通過(guò)測(cè)量室的氣體泄露量達(dá)到*小，同時(shí)使由腰輪輸送的氣體體積(容積)達(dá)到*大。
　　
　　IRM----3的表體非常結(jié)實(shí)，不可能由于安裝中的未對(duì)準(zhǔn)而發(fā)生表體變形。而一般常規(guī)氣體腰輪流量計(jì)安裝時(shí)，常常由于管道軸線與流量計(jì)軸線的不同軸而使殼體變形，易發(fā)生腰輪被卡死而停轉(zhuǎn)的故障。IRM---3則不會(huì)發(fā)生此種卡死故障。
　　
　　與Instromet擴(kuò)展其精密測(cè)量前沿的傳統(tǒng)一致，Instromet開(kāi)發(fā)出了**的IRMDUO型氣體腰輪流量計(jì)。它消除了普通腰輪流量計(jì)中所固有的主要脈動(dòng)(本質(zhì)上是氣體流量的脈動(dòng))。通過(guò)在一個(gè)表體中精巧地安裝耦合了的兩對(duì)腰輪，而每對(duì)腰輪所產(chǎn)生的脈動(dòng)正好安排得彼此相對(duì)，從而獲得氣流的平滑的(無(wú)脈動(dòng))流動(dòng)。這種DUO原理現(xiàn)已成功地用于IRM—1系列較大口徑的氣體腰輪流量計(jì)，和用于4英寸(100mm)到6英寸(150mm)口徑IRM—3型氣體腰輪流量計(jì)。所有這些新型腰輪流量計(jì)工作時(shí)，都有****的寂靜和平穩(wěn)。
　　
　　IRM---3系列氣體腰輪流量計(jì)的供貨口徑為：1.5英寸(40mm)--6英寸(150mm)，它相應(yīng)的流量測(cè)量范圍是；0.6----100m3/h(1.5---38M，亦即G25—G650)，氣體的工作壓力可達(dá)1.6MPa。此種流量計(jì)的精度優(yōu)于1%，重復(fù)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(jì)已由幾個(gè)國(guó)際上主要的權(quán)威計(jì)量機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)可用于貿(mào)易輸送計(jì)量。
　　
　　享有國(guó)際聲譽(yù)的邊境計(jì)量系統(tǒng)
　　
　　由于因用了Instromet的ISS監(jiān)控序列軟件包，已達(dá)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(jìn)的彩**形顯示具有歷史趨勢(shì)、報(bào)警和廣泛的維護(hù)功能。這使得系統(tǒng)運(yùn)行很省事。**計(jì)算包括用于過(guò)程的量與質(zhì)的測(cè)量和支持冗余度的一個(gè)完整的流量庫(kù)。計(jì)量系統(tǒng)可通過(guò)ISS系統(tǒng)或中央計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)完整的自控。各種報(bào)表完全可以按規(guī)格改制。有可以利用的內(nèi)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(jì)量系統(tǒng)的交鑰匙工程。已完成的幾個(gè)工程有：
　　
　　(1)瑞士Transitgas,WaIIbach站：在6.75MPa下1990680m3/h,4×24"Q.Shic和SM---RI—X渦輪，有分析器室，冗余的可編程調(diào)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6MPa下，230×104m3/h,6×20"Q.Sonic和SM—RI—X渦輪，有分析器室，冗余的PLC.冗余的ISS系統(tǒng)。
　　
　　(4)奧地利OMV.ArnoIdsteinand Baumgarten站；1990680m3/h(在6.75MPa下)，4×24"Q.Soh-ic和SM—RI—X渦輪，有分析器室，冗余的PLC、冗余的ISS系統(tǒng)。
　　
　　天然氣分配計(jì)量系統(tǒng)能提供各種便利，操作容易
　　
　　為較小計(jì)量點(diǎn)的自動(dòng)化，Instromet提供了性能價(jià)格比高的解決辦法。在邊境計(jì)量中使用的工業(yè)強(qiáng)度的ISS監(jiān)管(控)系統(tǒng)，可提供計(jì)算，復(fù)雜的管路切換，能量計(jì)算和完成報(bào)表等功能。彩**象的擬態(tài)顯示使操作運(yùn)行非常輕松。出現(xiàn)任何問(wèn)題都要報(bào)警，確保操作人員獲得有關(guān)信息。在系統(tǒng)中測(cè)量結(jié)果記錄，檔案和變化趨勢(shì)使故障排除工作變得極為簡(jiǎn)單。
　　
　　其特點(diǎn)是由Instromet設(shè)計(jì)完成的與中央系統(tǒng)的連接和通過(guò)調(diào)制解調(diào)器(modem)的支持都是標(biāo)準(zhǔn)的。已提供給用戶關(guān)于該系統(tǒng)的一些例子如下；
　　
　　(1)韓國(guó)，韓國(guó)燃?xì)猓?1個(gè)站，3或4個(gè)平行的計(jì)量管道；47×6"、8"、10"、12"和16"SM—RI---X渦輪流量計(jì)，用于站控的PLC，用于監(jiān)控與管理的ISS軟件。計(jì)量管的自動(dòng)切換和自動(dòng)報(bào)表。
　　
　　(2)波斯尼亞Sarajevogas地區(qū)的Kiadan站；2×16"，1×18"SM—RI—X型渦輪流量計(jì)，EncaI2000色譜儀，用于監(jiān)督管理，管道切換和報(bào)表的ISS.
　　
　　(3)馬來(lái)西亞Petronas地區(qū)蹬GeIugor站；6.9MPa,213750m3/h,3×8"SM—RI—X型渦輪流量計(jì)，EncaI2000色譜儀；用于站控PLC，可實(shí)現(xiàn)計(jì)量管道的自動(dòng)切換，用于監(jiān)管和報(bào)表的ISS.
　　
　　(4)荷蘭，NAM,Tjuchem北站和南站；7.5MPa,500×144m3/h和1000×104m3/h,4和8×24"Q.Sonic流量計(jì)，PLC和ISS監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
　　
　　(5)希臘，Depa地區(qū)的22個(gè)計(jì)量站和減壓站；5×104---50×104m3/h流量，SM—RI—X渦輪流量計(jì)，壓力調(diào)節(jié)器。EncaI2000色譜儀，用于遙測(cè)和監(jiān)控的PLC。