计量撬在LNG项目中的应用

2023-02-25

计量撬是指被整体安装在钢结构平台 (底座) 上的计量仪表和工艺系统部分, 在计量撬安装时, 汇气管、截断阀、直管段和流量计等需要用管架/管托进行支撑, 把前、后汇气管和几路并联的流量计测量管路都支撑固定, 集成在一个整体的钢结构平台上, 这个整体集成部分称为计量撬。计量撬运至现场进行底座安装, 以及上下游工艺管道的连接并把信号及电源电缆接至控制室的计量撬控制柜, 接电成功后就形成了计量撬装系统。

1 计量撬在LNG项目外输气体计量中的组成

计量撬在LNG项目中的组成分为两大部分, 一部分为现场安装侧。主要包括钢结构平台、前后汇气管、上游直管段、下游直管段、计量仪表即气体超声波流量计, 截断阀、排污阀、放空阀、压力变送器、温度变送器、双金属温度计、压力表、仪表接线箱等设备组成。另一部分为计量撬系统侧, 主要包括流量计算机、主控计算机、计量撬控制柜等设备安装在控制室内。

2 计量撬在LNG项目中设置时应注意的方面:

2.1 气体超声波流量计

气体超声波流量计是通过检测流体流动对高频声脉冲传播时间得出气体流量的速度式流量计, 该流量计对管内沿斜线方向传播的声脉冲沿顺流方向和逆流方向的传播时间进行测量, 并使用数字技术计算在工作条件下通过流量计的气体平均轴向流速和气体体积流量。气体超声波流量计主要由传感器、变送器、现场显示表头、专用电缆、电缆密封接头及安装支架等组成。计量级超声波流量计传感器形式应设置为四声道或以上以保证测量精度, 非计量级超声波流量计可设置为两声道。气体超声波流量计变送器供电电源宜为24VDC, 输出信号应为4-20m A。变送器及传感器电气防爆等级、防护等级应满足危险区划分要求。现场显示表头根据工艺需要设置, 专用电缆及电缆密封接头都需配齐。[1]

2.2 截断阀

为保证计量准确度, 气体超声波流量计上游应采用双截断和双泄放DBB球阀, 流量计下游的阀门应选用强制密封球阀 (六级密封) , 保证阀门关闭时为零泄漏。阀球应选用固定阀球式设计, 阀门设计尽量减少杂质碎屑进入底部枢轴腔的可能性。阀门应具有排污和放空功能。阀门的阀体、阀盖、阀芯、阀杆、阀座等材料应符合API 6D和有关阀门材料标准的要求, 阀门的性能应满足阀门所处工况的要求, 并能保证使用寿命, 阀门材料的选取能够适应现场环境气候条件, 阀门的防火设计遵循API 6FA的标准。[2]

2.3 压力测量仪表

采用智能型绝对压力变送器用于计量撬的压力补偿计算。绝压变送器与流量计算机的信号传输为4-20m A, 优先选用支持HART协议的变送器。压力变送器的电气防爆等级, 防护等级应满足危险区划分要求, 压力变送器应带两阀组。

2.4 温度测量仪表

采用温度变送器提供远传温度信号, 并用于计量撬的温度补偿计算。温度变送器与流量计算机的信号传输为4-20m A, 优先选用支持HART协议的变送器。温度计套管深入管道至公称内径的大约三分之一处, 对于大口径管道 (大于300mm, 温度计套管会产生共振) 温度计的设计插入深度不小于75mm。温度变送器的电气防爆等级, 防护等级应满足危险区划分要求。[2]

2.5 流量计算机

流量计算机是计量和指示标准参比条件下的流量等参数的装置, 基于微处理器的智能型仪表, 应选用32bit的微处理器, 其内存的容量至少为16M, 能满足流量计算与数据存储的要求。流量计算机应具有掉电保护功能, 在其内部备用电池, 当外部电源突然断开时, 流量计算机内部存储的数据不应丢失。当电源恢复后, 能显示相关的掉电及报警信息, 并能将此信息上传至计算机控制系统。流量计算机应能同时显示标准状态下的气体瞬时流量、累积流量和能量流量, 并且能查询历史数据, 内容包括:累积流量 (可换算为瞬时流量) 、压力、温度等, 同时能显示工作压力、温度、仪表工作状态等。[2]

2.6 主控计算机 (流量管理系统计算机) :

主控计算机用于计量过程的可视化监控通过先进的图形界面更容易浏览整个计量撬, 计量过程数据, 如流量、压力、温度等可以实时显示, 并每秒刷新一次。整个屏幕显示内容可以观察到所有计量撬的信息。主控计算机通过网络接口界面浏览, 网络接口允许用户在整个公司局域网上以图形的形式显示计量过程。主控计算机应可以分析过程状况并连续监测整个计量撬的性能, 保存计量撬的标定、比对核查记录, 可以用多种不同的工业标准通讯协议通讯, 能直接从流量计算机获得数据, 开具结算票据和每日报表, 确保数据精度。