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1.1 站場(chǎng)選擇
針對(duì)中國石化天然氣流量計(jì)的壓力等級(jí)、流量范圍以及現(xiàn)有天然氣輸氣站場(chǎng)的設(shè)計(jì)壓力、輸氣壓力、流量、站場(chǎng)用地和輔助設(shè)施等站址選擇條件，通過調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)勘察，zui終確定中國石化榆濟(jì)管道的齊河末站滿足檢定臺(tái)位系統(tǒng)的選址條件。
齊河末站原工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為IOMPa，建有2臺(tái)并聯(lián)的DN250超聲流量計(jì)計(jì)量橇，2臺(tái)并聯(lián)的DN400調(diào)壓管路橇，高壓天然氣經(jīng)計(jì)量后，可調(diào)節(jié)降低到(4—6)MPa，再用DN500輸氣管線輸往下游管網(wǎng)，設(shè)計(jì)輸氣量≤5000m3／h。另外，在齊河末站內(nèi)，還有一塊1500m2的預(yù)留空地(65m×23m)，并且電力系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、放空、排污系統(tǒng)、綜合辦公樓、進(jìn)出站道路和交通條件等都可依托，可節(jié)省投資和縮短時(shí)間。
1.2 取氣回氣方案及工藝流程
檢定臺(tái)位系統(tǒng)是在齊河末站調(diào)壓橇下游的DN500輸氣管線上進(jìn)行取氣和回氣，即在DN500輸氣管線上設(shè)置1臺(tái)DN500球閥，在該球閥的上游、下游管線安裝三通，分別在2個(gè)異徑三通處連接1臺(tái)DN300閥門及管線，作為檢定臺(tái)位系統(tǒng)的取氣和回氣管線。當(dāng)需要把齊河末站的天然氣引人到檢定臺(tái)位系統(tǒng)時(shí)，可將DN500輸氣管線上的球閥關(guān)閉，天然氣通過DN500球閥上游DN300取氣管線進(jìn)入到檢定臺(tái)位系統(tǒng)，再從下游的DN300回氣管線回到DN500輸氣管線出站，實(shí)現(xiàn)取氣和回氣操作；當(dāng)不需要檢定時(shí)，則把DN500輸氣管線上的球閥打開，同時(shí)關(guān)閉其上、下游的DN300閥門，齊河末站將正常輸氣，具體見圖1。

天然氣通過進(jìn)出站閥組及旁通流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，天然氣流經(jīng)取氣管線、立式過濾器、流量計(jì)檢定臺(tái)位、移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，再由回氣管線回氣至齊河末站DN500輸氣管線，zui后外輸出站。另外，本工程還設(shè)有放空、排污和氮?dú)饬鞒?，其中在DN50放空管線上設(shè)置單流閥，可防止回火回氣保證放空操作安全。
1.3 基本組成
天然氣流量計(jì)計(jì)量檢定臺(tái)位系統(tǒng)主要有9個(gè)部分組成：(1)進(jìn)出站閥組及旁通流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；(2)立式過濾器；(3)流量計(jì)檢定臺(tái)位測(cè)量管路；(4)移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置；(5)流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；(6)溫度壓力測(cè)量儀表；(7)防爆儀表接線箱；(8)氮?dú)庀到y(tǒng)；(9)放空及排污系統(tǒng)。
另外，還有控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、氣動(dòng)工具系統(tǒng)及檢定區(qū)防曬防雨棚、庫房等輔助設(shè)施。
1.4 移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)
(1)設(shè)計(jì)壓力：10MPa；
(2)天然氣介質(zhì)工作溫度：(-5～30)℃；
(3)天然氣工況流量：(20 8OOO)m3／h；
(4)流量測(cè)量不確定度：優(yōu)于0.33％ ；
(5)流量測(cè)量重復(fù)性：優(yōu)于0.1％ ；
(6)進(jìn)口、出口管路直徑：DN300；
(7)防爆等級(jí)：優(yōu)于ExdlIBT4；
(8)防護(hù)等級(jí)：優(yōu)于IP65；
(9)總體尺寸：長度12.5m X寬度2.5m X高度3.7m；
(10)總重量：24t。
1.5 檢定臺(tái)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)檢定臺(tái)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力：10MPa；
(2)天然氣輸氣壓力：(4～6)MPa；
(3)天然氣介質(zhì)工作溫度：(-5～30)℃；
(4)可檢定的天然氣工況流量：(20 8OOO)m3／h；
(5)檢定臺(tái)位管道口徑：DN150、DN300。
1.6 流量量值溯源和傳遞
按照國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)管理要求，移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)定期到國家石油天然氣大流量計(jì)量站南京分站用次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行周期校準(zhǔn)，完成量值溯源；再用移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)被檢流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)流檢定，其量值溯源和傳遞過程見圖2。

1.7 檢定臺(tái)位設(shè)置
設(shè)置了常用的DN300、DN150兩種口徑的被檢流量計(jì)臺(tái)位，這2路測(cè)量管路為并聯(lián)設(shè)置，檢定其他口徑的流量計(jì)可通過大小頭變徑來實(shí)現(xiàn)。在每路被檢流量計(jì)前后設(shè)置較長的前后直管段測(cè)量管路，前直管段長度大于20D(D為管道內(nèi)徑)、后直管段長度大于10D，并在前直管段IOD處安裝板孔整流器。為了保證天然氣介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定，直管段采用深孔鏜床加工，內(nèi)表面粗糙度優(yōu)于Ra=3.2tan，圓度公差優(yōu)于0.3％，垂直度優(yōu)于0.05mm，并進(jìn)行化學(xué)鍍鎳處理。
可對(duì)超聲流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)和容積式流量計(jì)等進(jìn)行檢定校準(zhǔn)，可采集脈沖信號(hào)(頻率信號(hào))、(4～20)mA信號(hào)、RS485信號(hào)。在每個(gè)被檢流量計(jì)臺(tái)位處分別設(shè)置1個(gè)防爆儀表接線箱，以便將被檢流量計(jì)的流量信號(hào)、溫度信號(hào)、壓力信號(hào)接人到檢定臺(tái)位系統(tǒng)中完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的采集處理和計(jì)算。
在被檢流量計(jì)臺(tái)位處還設(shè)置氣動(dòng)工具臺(tái)位系統(tǒng)，可方便快速的拆裝DN25一DN400口徑的被檢流量計(jì)。
1.8 流量調(diào)節(jié)
在計(jì)量和檢定過程中，天然氣流量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和流動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定性是檢定臺(tái)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一，選用合適的調(diào)節(jié)閥是其關(guān)鍵所在，通過調(diào)研，選用了性能可靠、調(diào)節(jié)精度高、流動(dòng)穩(wěn)定、噪音低、調(diào)節(jié)比大、壓力損失小，并且在國內(nèi)外天然氣計(jì)量檢定站都廣泛使用的軸流式調(diào)節(jié)閥。
主流量調(diào)節(jié)臺(tái)位系統(tǒng)采用2臺(tái)不同口徑的軸流式調(diào)節(jié)閥(DN300和DN80)并聯(lián)設(shè)置，可滿足被檢流量計(jì)(20～ 8000)m3／h的全量程流量調(diào)節(jié)；在進(jìn)出站閥組區(qū)設(shè)置DN300旁通流量調(diào)節(jié)閥，把多余的流量調(diào)節(jié)分輸?shù)较掠?，可確保檢定中流量調(diào)節(jié)而不影響齊河末站的正常輸氣。
1.9 儀表設(shè)備選用和要求
(1)工藝系統(tǒng)、配電系統(tǒng)按照天然氣防火防爆要求設(shè)計(jì)，儀表設(shè)備也選用隔爆或本安型，防爆等級(jí)優(yōu)于ExdI—IBT4、防護(hù)等級(jí)優(yōu)于IP65。
(2)壓力測(cè)量選用電容原理、智能型絕壓變送器，zui大允許誤差優(yōu)于-I-0.o4％。溫度測(cè)量選用智能型溫度變送器，zui大允許誤差優(yōu)于-1~0.1℃，配套*鉑電阻溫度傳感器。
(3)選用調(diào)節(jié)精度高、流動(dòng)穩(wěn)定、噪音低、壓損小的軸流式調(diào)節(jié)閥，用于檢定流量調(diào)節(jié)控制。
(4)在每個(gè)被檢流量計(jì)后直管段下游處都設(shè)置手動(dòng)液壓伸縮器，其zui大伸縮長度≥100mm，以調(diào)節(jié)連接管線的長度，可方便快速的拆裝被檢流量計(jì)。
(5)氮?dú)馀_(tái)位系統(tǒng)用于在拆卸安裝被檢流量計(jì)時(shí)，對(duì)前后直管段內(nèi)的天然氣進(jìn)行吹掃和空氣置換，以保證檢定和生產(chǎn)安全。通過對(duì)液氮設(shè)備、制氮設(shè)備和氮?dú)怃撈拷M等三種氮?dú)庠O(shè)備的性能比較，選用了經(jīng)濟(jì)適用的氮?dú)馄拷M方案，即把4個(gè)氮?dú)馄抗潭ò惭b在一個(gè)橇座上，分別用4個(gè)減壓閥連接到1根高壓軟管上，再與工藝臺(tái)位系統(tǒng)上的氮?dú)夤芫€相連，以便給工藝臺(tái)位系統(tǒng)管路提供氮?dú)狻?br />(6)為防止天然氣流經(jīng)匯氣管時(shí)產(chǎn)生擾流，匯氣管采用拔制工藝制造，其主管和支管之間的連接處為圓滑過渡，要求主管流速不超過10m／s，支管流速不超過20m／s，支管直徑與主管直徑的比值≤O.70。
(7)為了天然氣站場(chǎng)操作安全，選用2臺(tái)防爆柴油叉車，在檢定時(shí)拆裝被檢流量計(jì)和直管段。
1.10 主要設(shè)計(jì)措施
(1)根據(jù)有關(guān)檢定規(guī)程規(guī)范要求，在每個(gè)流量點(diǎn)的每一次檢定過程中，檢定用天然氣的溫度變化不能超過±0.2K，壓力變化不能超過±(10～20)mbar，流量變化不能超過±0.5％。即在計(jì)量檢定過程中，地面上的工藝設(shè)備和管道不能受環(huán)境條件影響(管道內(nèi)流動(dòng)的天然氣介質(zhì)不受管道內(nèi)壁溫度影響)，針對(duì)此要求采取二項(xiàng)措施，一是對(duì)地面上鋪設(shè)的工藝管道、立式過濾器、匯氣管等設(shè)備都進(jìn)行保溫處理，并用鋁合金薄板作外護(hù)層處理，以防止地面上的工藝管線和設(shè)備在檢定過程中受環(huán)境條件影響，使得在管道中流動(dòng)的天然氣介質(zhì)的溫度變化較小、相對(duì)穩(wěn)定。二是設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)防曬防雨棚，把室外安裝的工藝管道和儀表設(shè)備全部遮罩在鋼結(jié)構(gòu)防曬防雨棚下，防止陽光直射造成工藝管道和設(shè)備的表面溫度升高。
(2)在工藝臺(tái)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置時(shí)，減少被檢流量計(jì)和移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置之間的管氣容，可實(shí)現(xiàn)陜速準(zhǔn)確的計(jì)量檢定。
(3)設(shè)計(jì)立式濾籃過濾器，保證被檢渦輪流量計(jì)和移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置中的標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的葉輪不被損壞。
1.1 1 與移動(dòng)式天然氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的連接方法
把檢定臺(tái)位系統(tǒng)與移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置按照?qǐng)D1的方式進(jìn)行串聯(lián)連接，就可利用移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)安裝在檢定臺(tái)位上的被檢流量計(jì)進(jìn)行檢定。由于移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的DN300進(jìn)出口法蘭和現(xiàn)場(chǎng)工藝管線的法蘭面的垂直高度和水平寬度都不相同。所以在檢定臺(tái)位系統(tǒng)與移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的進(jìn)出口連接管線之間主要采取了2項(xiàng)措施：
(1)專門設(shè)計(jì)了s型彎管，可以起到三個(gè)作用，一是可以調(diào)整2個(gè)不同高度管線之間的距離，二是調(diào)節(jié)檢定臺(tái)位系統(tǒng)進(jìn)出口管線與移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)出1：3管線之間的水平寬度，三是利用s型彎管一端的法蘭可轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭，確保2個(gè)連接法蘭面的螺栓孔準(zhǔn)確的對(duì)位。
(2)設(shè)置手動(dòng)液壓伸縮器，可微調(diào)2個(gè)法蘭面之間的距離。
由于在檢定臺(tái)位系統(tǒng)的進(jìn)口和出口管線上，分別設(shè)置了手動(dòng)液壓伸縮器和s型彎管，可以確保與移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、嚴(yán)密的連接。
為了提供穩(wěn)定的天然氣流動(dòng)狀態(tài)，保證流量測(cè)量準(zhǔn)確可靠，在移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)出口處都設(shè)計(jì)了10D直管段。另外，還設(shè)計(jì)了防爆儀表接線箱、防爆配電箱、承載力≥25t的停車場(chǎng)地。

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