天然氣計(jì)量?jī)x表現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定技術(shù)研究及應(yīng)用

單魯維

(中國(guó)石油西氣東輸廣東管理處，廣東廣州510000)

1 概述

燃?xì)馄髽I(yè)的終端客戶中，多采用羅茨、渦輪、超聲波等類型的計(jì)量?jī)x表進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算，不可避免會(huì)涉及計(jì)量?jī)x表周期標(biāo)定問(wèn)題。計(jì)量?jī)x表周檢率直接影響到計(jì)量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確及貿(mào)易結(jié)算是否公平公正。

2 計(jì)量?jī)x表標(biāo)定要求

國(guó)家計(jì)量?jī)x表標(biāo)定規(guī)程主要包括JJG 633—2005 《氣體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程》、JJG 1029—2007《渦街流量計(jì)檢定規(guī)程》、JJG 1030—2007《超聲流量計(jì)檢定規(guī)程》、JJG 1033—2007《電磁流量計(jì)檢定規(guī)程》、JJG 1037—2008《渦輪流量計(jì)檢定規(guī)程》、JJG 1121—2015《旋進(jìn)旋渦流量計(jì)》等，這些規(guī)程都對(duì)計(jì)量?jī)x表周期標(biāo)定進(jìn)行了明確要求，具體如下：

① 準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)和0.5級(jí)的羅茨計(jì)量?jī)x表，標(biāo)定周期為2 a；其余等級(jí)的計(jì)量?jī)x表標(biāo)定周期為3 a。

② 準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1級(jí)、0.2級(jí)、 0.5級(jí)的渦輪計(jì)量?jī)x表，標(biāo)定周期為0.5 a；另外，對(duì)準(zhǔn)確度低于0.5級(jí)的計(jì)量?jī)x表按其工作原理確定標(biāo)定周期。具體劃分如下：分流旋翼式計(jì)量?jī)x表為1 a；渦輪計(jì)量?jī)x表、渦街計(jì)量?jī)x表、旋進(jìn)旋渦計(jì)量?jī)x表、電磁計(jì)量?jī)x表為2 a；超聲波計(jì)量?jī)x表、激光多普勒計(jì)量?jī)x表為3 a；插入式計(jì)量?jī)x表按照與其測(cè)量頭工作原理相同的計(jì)量?jī)x表的標(biāo)定周期執(zhí)行。

3 存在問(wèn)題分析

要滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)定要求，如此眾多的計(jì)量?jī)x表每隔一段時(shí)間就必須進(jìn)行法定的周期標(biāo)定，驗(yàn)證表具精度[1]。實(shí)際情況表明，所有計(jì)量?jī)x表均安裝在客戶現(xiàn)場(chǎng)，距離法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)很遠(yuǎn)，而且該類機(jī)構(gòu)布點(diǎn)極少。這些計(jì)量?jī)x表每隔一段時(shí)間就要送去法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)排隊(duì)等候標(biāo)定，之后再去取回安裝在生產(chǎn)裝置上，歷經(jīng)“拆卸、運(yùn)送、候檢、標(biāo)定、取回、安裝、置換、投運(yùn)”等多個(gè)環(huán)節(jié)，耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)精力。客戶、燃?xì)馄髽I(yè)、標(biāo)定機(jī)構(gòu)均不堪重負(fù)，故此，計(jì)量?jī)x表不按規(guī)定及時(shí)標(biāo)定現(xiàn)象較為普遍。計(jì)量?jī)x表標(biāo)定難有以下5方面原因。

① 生產(chǎn)裝置拆卸計(jì)量?jī)x表后，待檢期內(nèi)該計(jì)量?jī)x表不能使用，為了不影響客戶正常計(jì)量，須加裝備用儀表予以解決。增加運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)也給客戶帶來(lái)不便。

② 拆卸過(guò)程需要耗費(fèi)人力、物力，甚至?xí)a(chǎn)生天然氣泄漏等安全風(fēng)險(xiǎn)。

③ 候檢時(shí)間往往較長(zhǎng)。除了在標(biāo)定機(jī)構(gòu)排隊(duì)等候標(biāo)定的時(shí)間之外，至少還需要兩次往返，增加人工成本與時(shí)間成本。

④ 確保候檢期間燃?xì)馄髽I(yè)與客戶間的計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是必須考慮的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

⑤ 標(biāo)定合格的計(jì)量?jī)x表在返程運(yùn)輸途中由于顛簸等原因，存在數(shù)據(jù)漂移或精度降低甚至計(jì)量不準(zhǔn)確風(fēng)險(xiǎn)。

正因?yàn)榇嬖谏鲜鲋T多問(wèn)題，所以實(shí)際工作中，各地計(jì)量?jī)x表的周檢率普遍難以提高，相當(dāng)部分計(jì)量器具不能按時(shí)進(jìn)行周期標(biāo)定，直接影響到貿(mào)易結(jié)算的公正公平，甚至導(dǎo)致一些商業(yè)糾紛、社會(huì)矛盾產(chǎn)生[2]。

4 在線或離線標(biāo)定的技術(shù)與裝置

① 現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置應(yīng)滿足的條件

如果能設(shè)計(jì)出一套可靈活移動(dòng)的計(jì)量?jī)x表標(biāo)定裝置，隨時(shí)移動(dòng)至客戶計(jì)量?jī)x表現(xiàn)場(chǎng)，為客戶提供“送檢到家”服務(wù)，無(wú)疑是一種便民且較為有效的方式。進(jìn)而，如果能在客戶生產(chǎn)裝置上采取不拆卸、直接在線標(biāo)定[3]，效率無(wú)疑會(huì)大大提高，會(huì)更受客戶歡迎。

要達(dá)到上述目標(biāo)，意味著將法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)的標(biāo)定室“搬運(yùn)”到客戶現(xiàn)場(chǎng)。顯然標(biāo)定裝置必須具備以下必要條件：

a.標(biāo)定裝置必須符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

b.標(biāo)定裝置必須靈活方便、可移動(dòng)。

c.要實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定功能，裝置上須具備：有與生產(chǎn)介質(zhì)有效隔離的條件及相應(yīng)設(shè)施，能采取有效的安全措施；預(yù)留有接入標(biāo)定介質(zhì)的進(jìn)口和出口閥門；具備不拆卸待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表、實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定的相應(yīng)條件。

d.經(jīng)由政府技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)、取得相應(yīng)標(biāo)定資質(zhì)的標(biāo)定機(jī)構(gòu)人員攜該標(biāo)定裝置在客戶現(xiàn)場(chǎng)對(duì)計(jì)量?jī)x表進(jìn)行標(biāo)定，合格后可出具有效證書。

符合以上條件的標(biāo)定裝置工作原理見圖1。

圖1 標(biāo)定裝置工作原理

② 標(biāo)定介質(zhì)來(lái)源

按照規(guī)范，對(duì)于氣體計(jì)量?jī)x表，標(biāo)定介質(zhì)選取空氣即可滿足要求，空氣作為標(biāo)定介質(zhì)具有獲取方便、成本低的特點(diǎn)。按照來(lái)源方式可分自然空氣與壓縮空氣兩種。自然空氣式標(biāo)定裝置需要加壓風(fēng)機(jī)，壓縮空氣式標(biāo)定裝置則需要壓縮空氣瓶組。

③ 回路數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)表選取

a.回路數(shù)：依據(jù)需要，標(biāo)準(zhǔn)表連接管路回路可以設(shè)計(jì)為單路、雙路、三路或更多路。

b.標(biāo)準(zhǔn)表[4]：為便于標(biāo)定不同量程的被標(biāo)定計(jì)量?jī)x表，可選用多回路、量程互有差異的多臺(tái)高精度計(jì)量?jī)x表作為標(biāo)定裝置的標(biāo)準(zhǔn)表，計(jì)量精度較高。

以雙路標(biāo)準(zhǔn)表模式為例：標(biāo)準(zhǔn)表采用量程一大一小配置。比如小量程表的流量范圍選取0.5～16 m3/h，大量程表的流量范圍選取1.7～283 m3/h，標(biāo)定裝置的標(biāo)定范圍為0.5～283 m3/h。

④ 標(biāo)準(zhǔn)表回路一體化模式設(shè)計(jì)

量程不等的標(biāo)準(zhǔn)表口徑、前后直管段要求不一樣。為了便于管路間不同量程標(biāo)準(zhǔn)表回路的互換，每一回路“表前直管段+標(biāo)準(zhǔn)表+表后直管段”設(shè)計(jì)成一體化模式：總體長(zhǎng)度、兩端法蘭口徑、法蘭螺母孔位完全一致，只是標(biāo)準(zhǔn)表量程有差異，通過(guò)整體裝卸，實(shí)現(xiàn)快速互換[5]。

⑤ 標(biāo)定全程圖像監(jiān)控與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

標(biāo)定裝置設(shè)置有影像監(jiān)控系統(tǒng)，將標(biāo)定過(guò)程所有信息接入法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)管理中心，實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)、音頻信號(hào)、標(biāo)定裝置實(shí)際壓力、溫度、流量、儀表讀數(shù)等數(shù)據(jù)信息，同時(shí)，還傳輸包括現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定人員在內(nèi)的所有人員的操作全過(guò)程影像。

法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)可遠(yuǎn)程監(jiān)控標(biāo)定全過(guò)程，相關(guān)信息均保留在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)備查。

⑥ 標(biāo)定裝置安全設(shè)計(jì)

標(biāo)定裝置整體采用防爆設(shè)計(jì)，可在客戶計(jì)量調(diào)壓區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)使用。此外，標(biāo)定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置有可燃?xì)怏w檢測(cè)裝置與安防系統(tǒng)，相關(guān)信息同樣接入法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)管理中心，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)天然氣泄漏達(dá)到預(yù)警值或監(jiān)測(cè)到其他異常情況時(shí)，相關(guān)系統(tǒng)發(fā)出停機(jī)指令或禁止系統(tǒng)啟動(dòng)指令，確保安全，同時(shí)指導(dǎo)相關(guān)人員實(shí)施應(yīng)急處置。

5 現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定與校準(zhǔn)

5.1 現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定

按照是否拆卸被標(biāo)定計(jì)量?jī)x表，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定過(guò)程分離線標(biāo)定與在線標(biāo)定兩種。以標(biāo)定介質(zhì)是自然空氣為例：

當(dāng)標(biāo)定介質(zhì)為自然空氣時(shí)，防爆型加壓風(fēng)機(jī)將空氣加壓到一定壓力，經(jīng)過(guò)濾、穩(wěn)壓裝置后，進(jìn)入恒溫恒濕裝置進(jìn)行處理，再經(jīng)過(guò)流量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)到所需要流量，依次進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)表與待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表，按照規(guī)范要求進(jìn)行標(biāo)定后，標(biāo)定介質(zhì)經(jīng)過(guò)出口閥門排出。

① 離線標(biāo)定

離線標(biāo)定操作步驟如下：

a.對(duì)待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表進(jìn)行拆卸及清洗和維護(hù)保養(yǎng)操作。

b.將待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表與表前表后直管段連接，并通過(guò)快速連接口與標(biāo)定裝置相連接。

c.按照規(guī)范要求，分不同流量檔次對(duì)待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表進(jìn)行標(biāo)定，輸入流量為額定流量的0%、25%、50%、75%、100%時(shí)，讀取標(biāo)準(zhǔn)表與待標(biāo)定表的讀數(shù)，計(jì)算差值。

d.標(biāo)定結(jié)束后，將待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表裝回原位。

e.出具標(biāo)定報(bào)告。

② 在線標(biāo)定

一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x表裝置見圖2。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x表裝置

將圖1中的標(biāo)定介質(zhì)進(jìn)口管道接入圖2中的預(yù)留標(biāo)定介質(zhì)入口閥門位置，預(yù)留標(biāo)定介質(zhì)出口閥門通大氣，即可進(jìn)行不拆卸在線標(biāo)定。上述兩個(gè)預(yù)留口可在計(jì)量橇制造過(guò)程要求廠家定制。

在線標(biāo)定操作步驟如下：

a.隔離生產(chǎn)裝置的介質(zhì)，對(duì)隔離區(qū)域進(jìn)行置換，確保安全。

b.按照規(guī)范要求，分不同流量檔次對(duì)待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表進(jìn)行標(biāo)定，輸入流量為額定流量的0%、25%、50%、75%、100%時(shí)，讀取標(biāo)準(zhǔn)表與待標(biāo)定計(jì)量?jī)x表的讀數(shù)，計(jì)算差值。

c.標(biāo)定結(jié)束后，出具標(biāo)定報(bào)告

5.2 內(nèi)檢或校準(zhǔn)

除了利用上述標(biāo)定裝置開展法定計(jì)量標(biāo)定業(yè)務(wù)外，該標(biāo)定裝置還可以用于企業(yè)內(nèi)部自檢和校準(zhǔn)。

定期對(duì)計(jì)量?jī)x表按照標(biāo)定流程與要求進(jìn)行校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題計(jì)量?jī)x表對(duì)其及時(shí)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)或送檢，可確保計(jì)量數(shù)據(jù)相對(duì)準(zhǔn)確可靠，做到對(duì)所有計(jì)量?jī)x表運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)掌控，控制企業(yè)購(gòu)銷差率。

6 結(jié)語(yǔ)

可移動(dòng)且能現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定或校準(zhǔn)的標(biāo)定裝置，既可用于企業(yè)內(nèi)部?jī)?nèi)檢，對(duì)計(jì)量?jī)x表進(jìn)行自我校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，提高計(jì)量管理水平；同時(shí)，法定計(jì)量標(biāo)定機(jī)構(gòu)也可通過(guò)該裝置為客戶提供現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定服務(wù)，解決送檢難、周檢率低等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，具有一定推廣應(yīng)用前景。