計量撬在LNG項目中的應用

田野(中國寰球工程公司，北京 100000)

計量撬是指被整體安裝在鋼結構平臺（底座）上的計量儀表和工藝系統部分，在計量撬安裝時，匯氣管、截斷閥、直管段和流量計等需要用管架/管托進行支撐，把前、后匯氣管和幾路并聯的流量計測量管路都支撐固定，集成在一個整體的鋼結構平臺上，這個整體集成部分稱為計量撬。計量撬運至現場進行底座安裝，以及上下游工藝管道的連接并把信號及電源電纜接至控制室的計量撬控制柜，接電成功后就形成了計量撬裝系統。

1 計量撬在LNG項目外輸氣體計量中的組成

計量撬在LNG項目中的組成分為兩大部分，一部分為現場安裝側。主要包括鋼結構平臺、前后匯氣管、上游直管段、下游直管段、計量儀表即氣體超聲波流量計，截斷閥、排污閥、放空閥、壓力變送器、溫度變送器、雙金屬溫度計、壓力表、儀表接線箱等設備組成。另一部分為計量撬系統側，主要包括流量計算機、主控計算機、計量撬控制柜等設備安裝在控制室內。

2 計量撬在LNG項目中設置時應注意的方面：

2.1 氣體超聲波流量計

氣體超聲波流量計是通過檢測流體流動對高頻聲脈沖傳播時間得出氣體流量的速度式流量計，該流量計對管內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間進行測量，并使用數字技術計算在工作條件下通過流量計的氣體平均軸向流速和氣體體積流量。氣體超聲波流量計主要由傳感器、變送器、現場顯示表頭、專用電纜、電纜密封接頭及安裝支架等組成。計量級超聲波流量計傳感器形式應設置為四聲道或以上以保證測量精度，非計量級超聲波流量計可設置為兩聲道。氣體超聲波流量計變送器供電電源宜為24VDC,輸出信號應為4-20mA。變送器及傳感器電氣防爆等級、防護等級應滿足危險區劃分要求。現場顯示表頭根據工藝需要設置，專用電纜及電纜密封接頭都需配齊。[1]

2.2 截斷閥

為保證計量準確度，氣體超聲波流量計上游應采用雙截斷和雙泄放DBB球閥，流量計下游的閥門應選用強制密封球閥（六級密封），保證閥門關閉時為零泄漏。閥球應選用固定閥球式設計，閥門設計盡量減少雜質碎屑進入底部樞軸腔的可能性。閥門應具有排污和放空功能。閥門的閥體、閥蓋、閥芯、閥桿、閥座等材料應符合API 6D和有關閥門材料標準的要求，閥門的性能應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現場環境氣候條件，閥門的防火設計遵循API 6FA的標準。[2]

2.3 壓力測量儀表

采用智能型絕對壓力變送器用于計量撬的壓力補償計算。絕壓變送器與流量計算機的信號傳輸為4-20mA，優先選用支持HART協議的變送器。壓力變送器的電氣防爆等級，防護等級應滿足危險區劃分要求，壓力變送器應帶兩閥組。

2.4 溫度測量儀表

采用溫度變送器提供遠傳溫度信號，并用于計量撬的溫度補償計算。溫度變送器與流量計算機的信號傳輸為4-20mA，優先選用支持HART協議的變送器。溫度計套管深入管道至公稱內徑的大約三分之一處，對于大口徑管道（大于300mm，溫度計套管會產生共振）溫度計的設計插入深度不小于75mm。溫度變送器的電氣防爆等級，防護等級應滿足危險區劃分要求。[2]

2.5 流量計算機

流量計算機是計量和指示標準參比條件下的流量等參數的裝置，基于微處理器的智能型儀表，應選用32bit的微處理器，其內存的容量至少為16M，能滿足流量計算與數據存儲的要求。流量計算機應具有掉電保護功能，在其內部備用電池，當外部電源突然斷開時，流量計算機內部存儲的數據不應丟失。當電源恢復后，能顯示相關的掉電及報警信息，并能將此信息上傳至計算機控制系統。流量計算機應能同時顯示標準狀態下的氣體瞬時流量、累積流量和能量流量，并且能查詢歷史數據，內容包括：累積流量（可換算為瞬時流量）、壓力、溫度等，同時能顯示工作壓力、溫度、儀表工作狀態等。[2]

2.6 主控計算機（流量管理系統計算機）：

主控計算機用于計量過程的可視化監控通過先進的圖形界面更容易瀏覽整個計量撬，計量過程數據，如流量、壓力、溫度等可以實時顯示，并每秒刷新一次。整個屏幕顯示內容可以觀察到所有計量撬的信息。主控計算機通過網絡接口界面瀏覽，網絡接口允許用戶在整個公司局域網上以圖形的形式顯示計量過程。主控計算機應可以分析過程狀況并連續監測整個計量撬的性能，保存計量撬的標定、比對核查記錄，可以用多種不同的工業標準通訊協議通訊，能直接從流量計算機獲得數據，開具結算票據和每日報表，確保數據精度。

3 結語

計量撬的儀表和附屬設備等應作為一個整體來進行設計，計量撬是一個總體集成和協作的系統，保證各設備間的協調工作并滿足各設備的性能要求，從而保證計量撬的最優運行。在山東泰安60萬噸/年LNG裝備國產化項目中計量撬的合理設置，得到了業主的一致認可，為LNG項目的正常運行提供了可靠保證。

[1]陸德民,張振基,黃步余.石油化工自動控制設計手冊(第三版)[M].北京：化學工業出版社，2000，1:100-103.

[2]黃和,張福元,游明定.天然氣計量系統技術要求[S].中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.2001:3-10.