摘 要 西氣東輸管道工程流量檢測與計(jì)量的特點(diǎn)是高壓、大流量、流量變化范圍大。為了 
保證流量檢測與計(jì)量的準(zhǔn)確度，采用*的氣體超聲波流量計(jì)作為貿(mào)易交接計(jì)量流量計(jì)，以保證貿(mào)易雙方的經(jīng)濟(jì)效益。對西氣東輸管道工程的氣體檢測系統(tǒng)和計(jì)量標(biāo)定中心進(jìn)行了介紹。 
主題詞 輸氣管道 流量 天然氣計(jì)量 檢測 流量計(jì) 標(biāo)定 分析儀器 系統(tǒng) 
西氣東輸管道干線全長約3 900 km；設(shè)計(jì)輸量為120×108 Nm3/a；設(shè)計(jì)壓力為10.0 MPa；管徑為1 016 mm。西氣東輸管道工程流量檢測與計(jì)量的特點(diǎn)是高壓、大流量、流量變化范圍大，并且采用上天然氣銷售的通用模式，與用戶簽訂售氣的“照付不議”合同。因此，該工程流量計(jì)的選型和度對今后的經(jīng)濟(jì)效益有著直接影響。 
1 *高度的流量計(jì)量系統(tǒng) 
（1）流量計(jì)選型 
　　天然氣流量計(jì)量是天然氣管道工業(yè)中zui重要的測量環(huán)節(jié)，是企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交接、經(jīng)濟(jì)分析和降低運(yùn)行成本的主要因素，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與用戶利益。天然氣輸送管道常用的流量計(jì)量儀表主要有孔板差壓式流量計(jì)、氣體超聲波流量計(jì)和氣體渦輪流量計(jì)。 
　　國內(nèi)，無論是早期的管道還是新近建成的管道，貿(mào)易交接用的流量計(jì)絕大多數(shù)采用孔板差壓式流量計(jì),以標(biāo)準(zhǔn)孔板作為節(jié)流元件，并配差壓變送器或就地流量記錄儀。國外，用于天然氣輸氣管道的流量儀表種類較多。主要有孔板差壓式流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、氣渦輪流量計(jì)、氣體超聲波流量計(jì)等。國外輸氣管道的計(jì)量系統(tǒng)中，孔板差壓式流量計(jì)約占65%，35%為上述其他類型的流量計(jì)。其中高度的新型渦輪流量計(jì)和氣體超聲波流量計(jì)，屬于近年來應(yīng)用發(fā)展較快的流量計(jì) target=_blank>氣體流量計(jì)。 
　　氣體渦輪流量計(jì)的應(yīng)用歷史較長，技術(shù)較為成熟。目前在天然氣計(jì)量領(lǐng)域應(yīng)用也比較普遍，其特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高（0.5 級），穩(wěn)定性較好，量程比較寬，所需的直管段較短。由于渦輪流量計(jì)具有可動部件，因此，故障率較高，使用中、后期維護(hù)量可能較大（近年來生產(chǎn)渦輪流量計(jì)的廠家，在產(chǎn)品性能上均有很大程度的改進(jìn)，產(chǎn)品壽命可長達(dá)10～15 a）。此外，氣體渦輪流量計(jì)對被測介質(zhì)的清潔度要求較高，投運(yùn)操作上也有要求，而且流量計(jì)前需要安裝過濾器。 
　　氣體超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高（0.5級），能滿足天然氣貿(mào)易交接計(jì)量的要求；適用的流量范圍大；直管段較短，節(jié)省占地面積；由于氣體超聲波流量計(jì)無移動部件，無壓力損失、無磨損、無潛在泄漏，因此，維護(hù)量小，節(jié)省能源。高準(zhǔn)確度的氣體超聲波流量計(jì)為近年發(fā)展的新技術(shù)、新產(chǎn)品，其使用經(jīng)驗(yàn)相對較少。西氣東輸管道工程流量檢測與計(jì)量的特點(diǎn)是高壓、大流量、流量變化范圍大。為了保證流量檢測與計(jì)量的準(zhǔn)確度，根據(jù)目前國內(nèi)外天然氣長輸管道流量計(jì)量的現(xiàn)狀，西氣工輸工程中貿(mào)易交接流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級按0.5 級選型，計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度等級按1.0 級考慮。 
　　站間管道流量檢測采用準(zhǔn)確度為1.0 級的外夾式氣體超聲波流量計(jì)；站內(nèi)自用氣（包括燃?xì)廨啓C(jī)的燃料氣）的流量計(jì)量采用氣體渦輪流量計(jì)或氣體腰輪流量計(jì)。從性能/價(jià)格比的角度出發(fā)，同時(shí)考慮各分輸站及進(jìn)管道貿(mào)易交接計(jì)量度的一致性，本工程分輸站的流量計(jì)口徑DN≤200 mm 時(shí)采用氣體渦輪流量計(jì)，流量計(jì)口徑DN＞200 mm 時(shí)采用氣體超聲波流量計(jì)。 
　　西氣東輸管道工程天然氣貿(mào)易交接與管道流量計(jì)量采用的氣體超聲波流量計(jì)，在國內(nèi)大口徑輸氣管道計(jì)量系統(tǒng)中尚無先例。目前我國計(jì)量主管部門批準(zhǔn)了超聲波流量計(jì)作為流量計(jì)量器具，國家標(biāo)準(zhǔn)《用氣體超聲流量計(jì)測量天然氣流量》已審查通過，為使用氣體超聲波流量計(jì)提供了依據(jù)。為了保證流量檢測與計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，貿(mào)易交接計(jì)量系統(tǒng)中儀表及檢測參數(shù)的準(zhǔn)確度要求見表1。 
表1 儀表及檢測參數(shù)準(zhǔn)確度 
測量儀表參數(shù) 準(zhǔn)確度 
流量計(jì) ≤0.5 級 
溫度 ≤±0.1℃ 
壓力 ≤0.075 級 
壓縮因子（計(jì)算準(zhǔn)確度） ≤0.3 級 
密度 ≤0.5 級 
（2）貿(mào)易交接流量計(jì)配置 
　　貿(mào)易交接流量計(jì)口徑和類型的主要選型依據(jù)為流量范圍、準(zhǔn)確度等級、使用條件、價(jià)格、輸量遞增臺階等因素。同時(shí)，鑒于目前國內(nèi)對流量計(jì) target=_blank>氣體流量計(jì)的標(biāo)定能力和本工程計(jì)量測試中心設(shè)計(jì)規(guī)模要求，西氣東輸管道工程貿(mào)易交接流量計(jì)的口徑選擇不大于DN 300 mm，采用露天安裝方式。各分輸站擔(dān)負(fù)著與用戶進(jìn)行天然氣貿(mào)易交接的重要職責(zé)。根據(jù)要求，其計(jì)量系統(tǒng)按1 用1 備（或多用1 備）的方式配置，以便在其中1 套流量計(jì)發(fā)生故障或進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，不影響天然氣流量的正常計(jì)量。分輸站流量計(jì)量系統(tǒng)根據(jù)具體情況采用多聲道氣體超聲波流量計(jì)或氣體渦輪流量計(jì)。從節(jié)約投資的角度出發(fā)，采用2 用1 備的流量計(jì)工作配置方式。工藝站場中凡沒有設(shè)置貿(mào)易計(jì)量的外輸管道，其貿(mào)易計(jì)量流量計(jì)均在其支線分輸站、直供用戶的門站進(jìn)行設(shè)置。 
（3）流量計(jì)算機(jī) 
　　每臺流量計(jì)成套配置1 臺流量計(jì)算機(jī)。流量計(jì)算機(jī)是流量計(jì)算裝置，它接收流量檢測儀表的流量信號及其他檢測儀表的壓力、溫度、氣體組分等信號，并根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，將工況流量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量或質(zhì)量流量。流量計(jì)算機(jī)具有流量的指示、累計(jì)、存儲等功能，并將有關(guān)信息通過數(shù)據(jù)通信接口傳送到SCS 并上傳至調(diào)度控制中心。 
（4）站間流量檢測流量計(jì) 
　　為了便于輸氣干線天然氣動態(tài)泄漏檢測與泄漏點(diǎn)定位，在一些重要站場的站內(nèi)管道干線上安裝站間流量檢測流量計(jì)。為保證流量計(jì)既不影響清管器在管道內(nèi)的運(yùn)動，減少在管道上的開孔，又便于今后的維護(hù)、維修，西氣東輸工程選用外夾式氣體超聲波流量計(jì)用于站間流量檢測，準(zhǔn)確度為1.0 級，確保泄漏檢測的靈敏度與定位的準(zhǔn)確性。該流量計(jì)通過自帶的流量變送器將測量信號傳送到流量計(jì)算機(jī)，再輔以壓力、溫度、氣體組分等信息進(jìn)行流量計(jì)算，計(jì)算結(jié)果將傳送到SCS 或RTU，并上傳至調(diào)度控制中心。 
（5）站場自用氣調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng) 
　　工藝站場自用氣調(diào)壓、計(jì)量系統(tǒng)，為壓氣站壓縮機(jī)組的燃汽輪機(jī)、站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)與站場生活用燃?xì)獾忍峁庠础Ｕ緢鲎杂脷庹{(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)按橇裝設(shè)計(jì)，調(diào)壓、計(jì)量回路按1 用1 備設(shè)置，應(yīng)能適應(yīng)露天安裝和使用的要求。自用氣橇座上的流量、主要的壓力及溫度、主要閥門的工作狀態(tài)、故障報(bào)警等信號將傳送到SCS 及調(diào)度控制中心，其備用回路的切換將根據(jù)SCS 及調(diào)度控制中心的命令自動完成。自用氣橇裝系統(tǒng)中的調(diào)壓閥和安全截?cái)嚅y采用自力式，流量計(jì)量采用渦輪流量計(jì)，壓力控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與站場壓力控制系統(tǒng)相同。由于自用氣橇裝系統(tǒng)進(jìn)出口的壓差較大（4～9 MPa），為防止壓力控制系統(tǒng)下游的天然氣溫度過低，根據(jù)需要在壓力控制系統(tǒng)上游設(shè)電加熱裝置。 
2 氣體分析檢測系統(tǒng) 
　　對管道天然氣的氣質(zhì)進(jìn)行檢測是非常重要的。特別是應(yīng)對H2S、游離水以及天然氣的組分等加以檢測，以保證管道的安全運(yùn)行及維護(hù)業(yè)主與用戶的利益。西氣東輸管道工程采用在線氣相色譜分析儀對天然氣的組分進(jìn)行分析，依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出天然氣的熱值、密度等有關(guān)參數(shù)，同時(shí)將這些信息傳送至SCS 并上傳至調(diào)度控制中心。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　　西氣東輸管道工程采用在線水露點(diǎn)分析儀對天然氣中的含水量進(jìn)行分析，計(jì)算出操作壓力下的水露點(diǎn)值，信號傳送到SCS 并上傳至調(diào)度控制中心進(jìn)行顯示與報(bào)警。 
　　西氣東輸管道工程采用在線H2S 分析儀對天然氣中的H2S 含量進(jìn)行分析計(jì)算，并將其信號傳送到SCS 并上傳至調(diào)度控制中心進(jìn)行顯示與報(bào)警。 
3 計(jì)量標(biāo)定中心 
　　西氣東輸管道工程的流量計(jì)標(biāo)定工作非常重要。根據(jù)《中華人民共和國計(jì)量法》第九條規(guī)定：部門和企業(yè)、事業(yè)單位使用的zui高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，以及用于貿(mào)易結(jié)算的工作計(jì)量器具，實(shí)行強(qiáng)制檢定。因此，西氣東輸工程用于貿(mào)易結(jié)算和內(nèi)部流量計(jì)量的流量儀表應(yīng)定期檢定，以保證其準(zhǔn)確度與正常使用。 
　　目前，我國具有天然氣實(shí)流離線標(biāo)定能力的有兩家：成都華陽天然氣流量分站和重慶計(jì)量測試所。其他測試所，包括大慶計(jì)量測試研究所的標(biāo)準(zhǔn)裝置，均屬于在線移動式標(biāo)準(zhǔn)裝置。成都分站可以對中低壓、小流量的流量計(jì) target=_blank>氣體流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，但尚不能滿足西氣東輸工程的需要。鑒于目前國內(nèi)天然氣流量計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)（流量計(jì)量站），不具備對西氣東輸管道工程這種大口徑、高壓大流量的流量計(jì)的標(biāo)定能力，為此，擬在南京建設(shè)計(jì)量測試中心（以下簡稱計(jì)量中心），該計(jì)量中心還將建有對西氣東輸管道工程所用壓力、溫度、氣體組分、硫化氫、水露點(diǎn)等量進(jìn)行測試的實(shí)驗(yàn)室。該計(jì)量中心的主要功能：一是標(biāo)定用于貿(mào)易結(jié)算和測量的流量儀表，并進(jìn)行壓力、溫度、組分等量的測試與標(biāo)定；二是為社會高壓、大口徑、大流量的流量儀表實(shí)流標(biāo)定服務(wù)；三是開展天然氣計(jì)量測試技術(shù)的研究。該計(jì)量測試中心主要是為西氣東輸管道工程中的貿(mào)易交接和檢測流量儀表服務(wù)。由于擬建的測試中心標(biāo)定能力強(qiáng)，其流量范圍、壓力等級等技術(shù)性能指標(biāo)都優(yōu)于目前國內(nèi)水平，達(dá)到了水平。這樣既可以滿足高壓、大流量天然氣流量計(jì)量儀表標(biāo)定的需要，也有利于開展天然氣流量計(jì)量測試技術(shù)的基礎(chǔ)研究工作，提高國家在高壓、大流量天然氣流量計(jì)量測試技術(shù)上的水平，*國家在大管徑、高壓、大流量的實(shí)氣標(biāo)定技術(shù)上的空白。