本文介紹了國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站武漢分 站新建立的高壓天然氣大流量工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成 和技術(shù)指標(biāo)，針對(duì)滿(mǎn)輪流量計(jì)的特殊性，本文提出了日常的維 護(hù)保養(yǎng)措施，以及渦輪流量計(jì)在超出流量計(jì)上限時(shí)的自動(dòng)處理 措施，提高了計(jì)量檢定站的管理水平和自動(dòng)化水平，確保系統(tǒng) 運(yùn)行的安全性和可靠性，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)檢定的需要。

近年來(lái)，我國(guó)天然氣工業(yè)快速發(fā)展，為了解決髙壓天然氣 流量計(jì)量檢定的需求，經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)，中國(guó)石化決定依 托川氣東送管道在武漢建立國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站武 漢分站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“武漢分站”)。

武漢分站建立了 HPPP(ffigh Pressure Piston Prover)法原級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)表法工作標(biāo)準(zhǔn)裝置和移動(dòng)式標(biāo)準(zhǔn)裝置，三套流 量標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)壓力均為10MPa，直接以髙壓天然氣為介質(zhì) 對(duì)口徑為DN500及以下的氣體流量計(jì)進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。

1.工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置組成及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1裝置組成

工作標(biāo)準(zhǔn)裝置采用標(biāo)準(zhǔn)表法原理，主要由標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量 計(jì)、核查超聲流量計(jì)、溫度變送器、壓力變送器、在線氣相色譜 儀和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等組成。

為了減小管容對(duì)檢定結(jié)果的影響，工作標(biāo)準(zhǔn)裝置分區(qū)域設(shè) 計(jì)：由1路DN80、4路DN100標(biāo)準(zhǔn)表管路和1路DN80、1路 DN100的檢定臺(tái)位組成小流量檢定系統(tǒng)；由6路DN200標(biāo)準(zhǔn)表 管路和1路DN150、1路DN200、1路DN300、2路DN400檢定臺(tái) 位以及1路DN300 口徑移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定接口組成大流量檢定 系統(tǒng)。通過(guò)組合測(cè)量的流量范圍達(dá)到(20 ~ 9600) m3/h，每路標(biāo) 準(zhǔn)表管路由1臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)和1臺(tái)核查超聲流量計(jì)串聯(lián)安 裝構(gòu)成。

主要技術(shù)指標(biāo)

1)工作壓力：（2.5~10)MPa;2)流量范圍：（20~9600)m3/h; 3)擴(kuò)展不確定度:U^0.29% (k=2);4)被檢流量計(jì)口徑:DN50? DN500。

1.2操作方法

1)渦輪流量計(jì)啟用前，前后直管段必須經(jīng)吹掃干凈后方可 投入使用。2)啟用渦輪流量計(jì)前，應(yīng)設(shè)定渦輪流量計(jì)的儀表系 數(shù)，此系數(shù)記載于渦輪流量計(jì)的檢定證書(shū)上。3)渦輪流量計(jì)投 運(yùn)時(shí)應(yīng)緩慢地先手動(dòng)開(kāi)啟入口閥門(mén)，待管線完全充滿(mǎn)氣且壓力 平衡后手動(dòng)開(kāi)啟出口閥門(mén)，防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。嚴(yán) 禁快速開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)，壓力劇烈震蕩或過(guò)快的髙速加壓會(huì)捐 壞流量計(jì)。為了保護(hù)氣體渦輪流量計(jì)，加到渦輪流量計(jì)上的壓 力升髙不能超過(guò)35kPa/s。如現(xiàn)場(chǎng)不能測(cè)量壓力變化，則監(jiān)視流 量計(jì)流量不能超限。4)渦輪流量計(jì)投運(yùn)時(shí)，要求同一管線下 游處調(diào)壓撬已完全調(diào)壓完畢，不會(huì)出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象，渦輪流量計(jì) 前后壓差不能過(guò)大，常用流量范圍為最大流量的70~80%，最 大流量為允許最大流量的120%,最小流量不能低于流量計(jì)的 工作下限，防止流量計(jì)在低限工作時(shí)計(jì)量失準(zhǔn)。

1.3安全操作注意事項(xiàng)

1)在啟用流量計(jì)前，應(yīng)對(duì)前后管段進(jìn)行吹掃干凈后，方可 使用流量計(jì)。2)在啟用流量計(jì)前，應(yīng)按照檢定證書(shū)上的值設(shè)備 流量計(jì)的儀表系數(shù)。3)為提過(guò)流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確性，安裝流量 計(jì)時(shí)，應(yīng)保證流量計(jì)上游有不小于10倍D的直管段，下游不小 于5倍D的直管段。4)啟用流量計(jì)時(shí)，應(yīng)緩慢開(kāi)啟流量計(jì)上下 游閥門(mén)，氣體緩慢充入直到渦輪流量計(jì)下游電動(dòng)強(qiáng)制密封球 閥。壓力劇烈震蕩或過(guò)快的髙速加壓會(huì)損壞渦輪流量計(jì)。為 了保護(hù)氣體渦輪流量計(jì)，加到渦輪流量計(jì)上的壓力升髙不能超 過(guò)35kPa/s。如現(xiàn)場(chǎng)不能測(cè)量壓力變化，則監(jiān)視渦輪流量計(jì)流量 不能超限。5)流量計(jì)使用時(shí)，應(yīng)保證在計(jì)量范圍內(nèi)工作，不要 超量程范圍工作。6)在日常使用過(guò)程中，嚴(yán)禁更改流量計(jì)的設(shè) 定值。7)用于貿(mào)易交接的流量計(jì)應(yīng)每?jī)赡陮?duì)儀表檢定一次，檢 定合格后，方可投入使用。

2.渦輪超速保護(hù)系統(tǒng)

2.1工作原理

超速狀態(tài)在渦輪機(jī)上軸的速度超過(guò)規(guī)定范圍后出現(xiàn)。在 超速狀態(tài)期間，渦輪機(jī)通常經(jīng)歷可能導(dǎo)致突變故障的強(qiáng)大機(jī)械 應(yīng)力和熱應(yīng)力。通常，渦輪機(jī)配備有保護(hù)系統(tǒng)，其試圖使超速 狀態(tài)的影響最小化。渦輪機(jī)的調(diào)節(jié)器系統(tǒng)通常作為第一級(jí)的 保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)檢測(cè)到超速狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器試圖降低渦輪機(jī)的速 度。通常還可具有兩個(gè)獨(dú)立的第二級(jí)保護(hù):a)超速保護(hù)系統(tǒng) 跳閘，通常設(shè)置為運(yùn)轉(zhuǎn)軸速度的大約110% ;b)緊急保護(hù)系統(tǒng)跳 閘，通常設(shè)置為運(yùn)轉(zhuǎn)軸速度的大約113%。

2.2操作流程

三取二電子超速保護(hù)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速測(cè)量部分、三取二電子超 速保護(hù)器、跳車(chē)電磁閥3個(gè)部分組成。其工作原理:3個(gè)磁阻式 探頭與專(zhuān)門(mén)的測(cè)速盤(pán)配合安裝，可以檢測(cè)到汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速;3個(gè) 獨(dú)立的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)分別送入電子超速保護(hù)器，電子超速保 護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)3個(gè)通道的轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到2個(gè)通道的轉(zhuǎn)速 值，同時(shí)超過(guò)內(nèi)部設(shè)定值后，其內(nèi)部的繼電器動(dòng)作，觸發(fā)停車(chē)電 磁閥動(dòng)作，電磁閥快速泄放掉速關(guān)油，引風(fēng)機(jī)的速關(guān)閥在彈簧 力的作用下快速關(guān)閉，切斷引風(fēng)機(jī)的進(jìn)汽，引風(fēng)機(jī)快速停機(jī)，從 而起到防止引風(fēng)機(jī)超速的目的。

為了避免在管路切換時(shí)出現(xiàn)流量超限損壞標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量 計(jì),特設(shè)置了渦輪超速保護(hù)功能，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視每條管路的瞬 時(shí)流量，當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出一定限值時(shí)， 系統(tǒng)會(huì)報(bào)警并做出相應(yīng)的措施。

2.3渦輪超速保護(hù)連鎖邏輯

MTL5532可以同時(shí)將工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的信號(hào)轉(zhuǎn)換 成電壓脈沖和4-20mA電流型號(hào),我們將電壓脈沖信號(hào)接入檢 定系統(tǒng)供計(jì)量檢定使用，4-20mA信號(hào)接入控制系統(tǒng)供渦輪的 超速保護(hù)使用。

為了避免在管路切換時(shí)出現(xiàn)流量超限，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)視每 條管路的瞬時(shí)流量，當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出設(shè) 定的上限值的80%(可設(shè)定)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生高報(bào)警,并且在上 位機(jī)顯示;當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出設(shè)定的上限 值的100% (可設(shè)定)時(shí),系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生高高報(bào)警，自動(dòng)關(guān)閉檢定回 路流量調(diào)節(jié)閥FV-602A、FV-602B、FV-602C (流量調(diào)節(jié)閥設(shè)定 為手動(dòng)，同時(shí)給定0%閥位），打開(kāi)流量旁通閥FV-601A、FV- 601B(流量旁通閥設(shè)定為手動(dòng)，同時(shí)給定100%閥位），同時(shí)周期 性檢測(cè)流量值，如果在80% (可設(shè)定)報(bào)警點(diǎn)以?xún)?nèi)，檢定回路調(diào) 節(jié)閥停止關(guān)閥,旁通回路停止開(kāi)閥,保持當(dāng)前狀態(tài),等待繼續(xù)檢 定。

當(dāng)其中某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)渦輪管路的流量超出設(shè)定的上限值的120%時(shí),則控制系統(tǒng)立即切斷自驅(qū)式安全切斷閥PSDV-203A、 PSDV-203B，打開(kāi)球閥R0V103，以保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的日常維護(hù)和系統(tǒng)保護(hù)邏輯， 加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表的監(jiān)控,保證標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)的良好性能，同時(shí) 避免了因?yàn)槿藶槭д`出現(xiàn)流量超出流量計(jì)范圍，打壞渦輪流量 計(jì)的葉輪,保護(hù)了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。