計(jì)量撬在LNG項(xiàng)目中的應(yīng)用

田野(中國(guó)寰球工程公司，北京 100000)

計(jì)量撬是指被整體安裝在鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)（底座）上的計(jì)量?jī)x表和工藝系統(tǒng)部分，在計(jì)量撬安裝時(shí)，匯氣管、截?cái)嚅y、直管段和流量計(jì)等需要用管架/管托進(jìn)行支撐，把前、后匯氣管和幾路并聯(lián)的流量計(jì)測(cè)量管路都支撐固定，集成在一個(gè)整體的鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上，這個(gè)整體集成部分稱為計(jì)量撬。計(jì)量撬運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行底座安裝，以及上下游工藝管道的連接并把信號(hào)及電源電纜接至控制室的計(jì)量撬控制柜，接電成功后就形成了計(jì)量撬裝系統(tǒng)。

1 計(jì)量撬在LNG項(xiàng)目外輸氣體計(jì)量中的組成

計(jì)量撬在LNG項(xiàng)目中的組成分為兩大部分，一部分為現(xiàn)場(chǎng)安裝側(cè)。主要包括鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)、前后匯氣管、上游直管段、下游直管段、計(jì)量?jī)x表即氣體超聲波流量計(jì)，截?cái)嚅y、排污閥、放空閥、壓力變送器、溫度變送器、雙金屬溫度計(jì)、壓力表、儀表接線箱等設(shè)備組成。另一部分為計(jì)量撬系統(tǒng)側(cè)，主要包括流量計(jì)算機(jī)、主控計(jì)算機(jī)、計(jì)量撬控制柜等設(shè)備安裝在控制室內(nèi)。

2 計(jì)量撬在LNG項(xiàng)目中設(shè)置時(shí)應(yīng)注意的方面：

2.1 氣體超聲波流量計(jì)

氣體超聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)高頻聲脈沖傳播時(shí)間得出氣體流量的速度式流量計(jì)，該流量計(jì)對(duì)管內(nèi)沿斜線方向傳播的聲脈沖沿順流方向和逆流方向的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，并使用數(shù)字技術(shù)計(jì)算在工作條件下通過流量計(jì)的氣體平均軸向流速和氣體體積流量。氣體超聲波流量計(jì)主要由傳感器、變送器、現(xiàn)場(chǎng)顯示表頭、專用電纜、電纜密封接頭及安裝支架等組成。計(jì)量級(jí)超聲波流量計(jì)傳感器形式應(yīng)設(shè)置為四聲道或以上以保證測(cè)量精度，非計(jì)量級(jí)超聲波流量計(jì)可設(shè)置為兩聲道。氣體超聲波流量計(jì)變送器供電電源宜為24VDC,輸出信號(hào)應(yīng)為4-20mA。變送器及傳感器電氣防爆等級(jí)、防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足危險(xiǎn)區(qū)劃分要求?，F(xiàn)場(chǎng)顯示表頭根據(jù)工藝需要設(shè)置，專用電纜及電纜密封接頭都需配齊。[1]

2.2 截?cái)嚅y

為保證計(jì)量準(zhǔn)確度，氣體超聲波流量計(jì)上游應(yīng)采用雙截?cái)嗪碗p泄放DBB球閥，流量計(jì)下游的閥門應(yīng)選用強(qiáng)制密封球閥（六級(jí)密封），保證閥門關(guān)閉時(shí)為零泄漏。閥球應(yīng)選用固定閥球式設(shè)計(jì)，閥門設(shè)計(jì)盡量減少雜質(zhì)碎屑進(jìn)入底部樞軸腔的可能性。閥門應(yīng)具有排污和放空功能。閥門的閥體、閥蓋、閥芯、閥桿、閥座等材料應(yīng)符合API 6D和有關(guān)閥門材料標(biāo)準(zhǔn)的要求，閥門的性能應(yīng)滿足閥門所處工況的要求，并能保證使用壽命，閥門材料的選取能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境氣候條件，閥門的防火設(shè)計(jì)遵循API 6FA的標(biāo)準(zhǔn)。[2]

2.3 壓力測(cè)量?jī)x表

采用智能型絕對(duì)壓力變送器用于計(jì)量撬的壓力補(bǔ)償計(jì)算。絕壓變送器與流量計(jì)算機(jī)的信號(hào)傳輸為4-20mA，優(yōu)先選用支持HART協(xié)議的變送器。壓力變送器的電氣防爆等級(jí)，防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足危險(xiǎn)區(qū)劃分要求，壓力變送器應(yīng)帶兩閥組。

2.4 溫度測(cè)量?jī)x表

采用溫度變送器提供遠(yuǎn)傳溫度信號(hào)，并用于計(jì)量撬的溫度補(bǔ)償計(jì)算。溫度變送器與流量計(jì)算機(jī)的信號(hào)傳輸為4-20mA，優(yōu)先選用支持HART協(xié)議的變送器。溫度計(jì)套管深入管道至公稱內(nèi)徑的大約三分之一處，對(duì)于大口徑管道（大于300mm，溫度計(jì)套管會(huì)產(chǎn)生共振）溫度計(jì)的設(shè)計(jì)插入深度不小于75mm。溫度變送器的電氣防爆等級(jí)，防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足危險(xiǎn)區(qū)劃分要求。[2]

2.5 流量計(jì)算機(jī)

流量計(jì)算機(jī)是計(jì)量和指示標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的流量等參數(shù)的裝置，基于微處理器的智能型儀表，應(yīng)選用32bit的微處理器，其內(nèi)存的容量至少為16M，能滿足流量計(jì)算與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。流量計(jì)算機(jī)應(yīng)具有掉電保護(hù)功能，在其內(nèi)部備用電池，當(dāng)外部電源突然斷開時(shí)，流量計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不應(yīng)丟失。當(dāng)電源恢復(fù)后，能顯示相關(guān)的掉電及報(bào)警信息，并能將此信息上傳至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。流量計(jì)算機(jī)應(yīng)能同時(shí)顯示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體瞬時(shí)流量、累積流量和能量流量，并且能查詢歷史數(shù)據(jù)，內(nèi)容包括：累積流量（可換算為瞬時(shí)流量）、壓力、溫度等，同時(shí)能顯示工作壓力、溫度、儀表工作狀態(tài)等。[2]

2.6 主控計(jì)算機(jī)（流量管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)）：

主控計(jì)算機(jī)用于計(jì)量過程的可視化監(jiān)控通過先進(jìn)的圖形界面更容易瀏覽整個(gè)計(jì)量撬，計(jì)量過程數(shù)據(jù)，如流量、壓力、溫度等可以實(shí)時(shí)顯示，并每秒刷新一次。整個(gè)屏幕顯示內(nèi)容可以觀察到所有計(jì)量撬的信息。主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口界面瀏覽，網(wǎng)絡(luò)接口允許用戶在整個(gè)公司局域網(wǎng)上以圖形的形式顯示計(jì)量過程。主控計(jì)算機(jī)應(yīng)可以分析過程狀況并連續(xù)監(jiān)測(cè)整個(gè)計(jì)量撬的性能，保存計(jì)量撬的標(biāo)定、比對(duì)核查記錄，可以用多種不同的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議通訊，能直接從流量計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)，開具結(jié)算票據(jù)和每日?qǐng)?bào)表，確保數(shù)據(jù)精度。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)量撬的儀表和附屬設(shè)備等應(yīng)作為一個(gè)整體來進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)量撬是一個(gè)總體集成和協(xié)作的系統(tǒng)，保證各設(shè)備間的協(xié)調(diào)工作并滿足各設(shè)備的性能要求，從而保證計(jì)量撬的最優(yōu)運(yùn)行。在山東泰安60萬噸/年LNG裝備國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目中計(jì)量撬的合理設(shè)置，得到了業(yè)主的一致認(rèn)可，為L(zhǎng)NG項(xiàng)目的正常運(yùn)行提供了可靠保證。

[1]陸德民,張振基,黃步余.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000，1:100-103.

[2]黃和,張福元,游明定.天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.2001:3-10.