技术规格书智能流量测控仪.docx
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技术规格书智能流量测控仪
智能流量测控仪（油气连续测量装置）
技术规格书
山西煤层气工程技术研究所
二零一九年四月
1.0概述
本技术规格书为油气连续计量装置的专用技术规格书，适用于山西沁水盆地煤层气中央处理厂，是对用于高压外输气体计量设备提出的最低技术要求。
油气连续计量装置的详细技术数据在相应的数据表中列出，供货商应根据本技术规格书和相应的数据表的要求向买方供货。
1.1环境
山西沁水盆地煤层气中央处理厂（以下简称：
中央处理厂）位于山西省晋城市境内。
其他见表1－1。
表1－1沁水县气象指标统计表
最高气温，℃
37.4
最低气温，℃
-18.7
年平均气温，℃
10.2
年无霜期，天
180
最大冻土深度，cm
61
年最大降水量，mm
891.2
年平均蒸发量，mm
1584.88
干旱指数
1.58
风力及风向
夏季多南风最大风力10级
1.2煤层气的组份表
被测产品气组分表
序号
组分
含量（mol％）
1
C1
98-99
2
C2
0.01-0.04
3
CO2
0.2-0.5
4
N2
0.7-1.35
5
H2O
0.005-0.02
2.0标准及规范
《油气田及管道计算机控制系统设计规范》SY/T0091
《油气田及管道仪表控制系统设计规范》SY/T0090
《天然气计量系统技术要求》GB/T18603
《用气体超声流量计测量天然气流量》GB/T18604
以上内容仅供参考，供货商应提供在本工程中所采用的标准和规范的清单，并应保证其版本为最新版本（包括修正版）。
3.0定义
·分辨率：
仪表能显示的流速变化的最小程度。
·准确度：
测量结果与被测量（约定）的真值之间的一致程度。
·重复性：
在整个刻度范围内，并在相同操作条件和相同参比流量下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。
·复现性：
在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。
·速度采样间隔：
由整套传感器或声道测得的两个相邻气体流速值之间的时间间隔，取决于仪表的尺寸，典型值为0.05s～0.5s。
·零流量：
当气流在静止状态下的最大允许流速读数，即轴向流速和非轴向流速分量均为零。
·偏差：
由被检流量计测得的实际体积流量（例如工程单位为m3/h的流量）与标准流量计测得的实际体积流量之差。
·误差：
测量结果减去被测量的真值。
百分比误差按以下公式计算：
百分比误差=[（被测仪表读数-标准仪表读数）÷标准仪表读数]×100%
·最大误差：
在规定的仪表操作范围内的允许误差极限。
·qmax：
可测得的通过超声流量计的最大气体流量，该流量可在规定的误差范围内测得。
·qt：
分界流量，在该流量之下，可采用延伸的误差极限，其qt≤0.1qmax。
·qmin：
可测得的通过超声流量计的最小气体流量，可在其扩展的误差极限内测得。
4.0技术要求
4.1总则
4.1.1供货商提供的油气连续计量装置由气体超声流量计及其相关的附件组成的流量计量系统应适合本项目中的煤层气流量的连续测量，适应被测煤层气组份、流量、压力、温度的变化，满足现场安装、使用环境的需求。
4.1.2气体超声流量计应为时差式测量原理，并要求六声道及以上，对射式。
4.1.3气体超声流量计和信号处理单元（流量变送器）在室外露天安装，并处于爆炸危险场所区域内，其防爆等级不应低于EExdIIBT4，防护等级不应低于IP65。
4.1.4计量系统的设计应保证流量计有尽可能长的使用寿命、稳定的性能,以及尽可能高的系统计量准确度。
4.1.5为确保计量系统达到最佳的测量准确度，供方应配套提供流量计算机、板式流动降噪调整器、测量直管段、全部工艺安装法兰、安装附件、调试软件及工具等，以及温度、压力检测点的准确位置。
流量计要求配前3×10DN/后5DN的测量直管段。
4.1.6气体超声流量计应满足GB/T18603和GB/T18604的要求，并将它们作为最低要求。
4.1.7供货商应提供对气体超声流量计最低安装要求，同时说明噪声及振动对超声流量计的影响。
4.1.8气体超声流量计的口径为250mm。
4.1.9供货商应提供对信号传输电缆的最低技术要求。
4.1.10流量计与流量变送器的连接电缆应采用阻燃电缆，电缆护套、橡胶、塑料和其它暴露部分应能抗紫外光、火焰、油类和油脂。
4.1.11在不降低流量计性能的前提下，制造商应说明为保证气体超声流量计的声脉冲在煤层气中正常传播所需的最低及最高工作压力限制要求。
4.1.12如流量计需要安装支架，支架由供货商提供。
4.1.13在流量计全量程10%~100%的范围内气体超声流量计的干标精度应优于0.5%。
4.1.14气体超声流量计能在较短时间通过1.2倍以上的最大流量过载而不损坏气体超声流量计。
在过载的条件下，气体超声流量计的测量精度应保持不变。
4.1.15供货商应提供被测煤层气的组份不同对测量精度的影响，特别是H2O等，提供流量计对H2O可容忍的最大含量。
4.1.16应提供被测煤层气中固体杂质对测量准确度的影响。
4.1.17应提供超声流量计测量探头上的附着物对测量准确度的影响，并提供清除附着物的实施方法。
4.1.18正常运行时气体超声流量计安装处不得有煤层气泄漏。
4.1.19流量计供电电源要求为24VDC。
4.1.20本项目的超声波流量为贸易交接流量计，要求使用各投标厂商的高档成熟产品,不允许高低档产品混合使用。
4.1.21超声波流量计表体（包括法兰）是整体铸造加工。
4.1.22超声波流量计应具备自诊断功能，可以自动切除异常流量传感器的通道，在同时切除2个通道信号的情况下，不影响计量精度。
4.2流量计（传感器）
4.2.1气体超声流量计是通过测量高频声脉冲传播时间得出气体流量的推导式流量计，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。
4.2.2流量计的最高设计工作压力应取所有承压部件（如流量计壳体、法兰、传感器、传感器接头等）单体最高设计工作压力中的最低者。
4.2.3流量计与煤层气接触的所有部件的材质应使用适用于煤层气的材料制造，它们既不能影响煤层气的性质，又不能受煤层气的影响。
流量计的传感器应适用于煤层气的三甘醇处理工艺要求而不被腐蚀。
应采用全钛合金高频探头，增强抗冲蚀，抗干扰能力强，探头工作频率应明显与现场设备干扰频率有差异，建议≧200KHZ。
4.2.4流量计的所有外部零部件应该用抗腐蚀材料制造或者用适合在流量计所处环境中使用的抗腐蚀涂层进行保护。
4.2.5供方提供流量计的直管段与工艺管道采用法兰连接，供方应提供所有配对法兰及密封垫、紧固件等。
4.2.6在流量计上应具有至少一个用于测量静压的取压点，并配套提供压力补偿计算用压力变送器，取压孔的直径应满足有关标准的要求,取压孔应带有取压截止阀。
取压阀的材料均应为不锈钢，在其关闭时不得有泄漏。
取压阀的尺寸一般应为DN15,螺纹连接，压力等级应大于等于流量计的压力等级。
4.2.7流量计后直管段3DN处，预留2个温度变送器接头，并配套提供1套一体化智能温度变送器。
4.2.8在现场更换传感器探头不应导致流量计性能变化。
供货商/制造商应在投标文件中提供更换传感器探头的操作程序和所需进行机械、电子及其它方面调整的详细说明。
4.2.9供货商/制造商应在投标文件中提供在安装、启动、维修维护和操作过程中，流量计和传感器降压和升压速率的详细、明确的说明。
4.2.10供货商/制造商应在供货时提供每一对传感器的测试文件，测试文件至少应包括测试数据、测试/校验方法、性能参数等。
每一对传感器应标有永久性的编号和主要的技术规格（如主要的尺寸、允许的压力、温度、气体组份的范围等）。
4.2.11流量计应带有吊装用的吊环。
4.2.12为长期运行安全和降低维修维护费用起见,传感器探头应采取本安隔爆防爆形式。
4.3信号处理单元（流量变送器）
4.3.1气体超声流量计的信号处理单元（流量变送器）应是以微处理器为核心，准确、稳定、可靠的将被测介质的流量转换为标准的高频脉冲信号、数字信号（RS-485）及模拟信号（4~20mA）的装置。
4.3.2信号处理单元的供电电源应采用24VDC。
4.3.3信号处理单元应具有同时向2台相互独立的流量计算机（装置）提供独立的流量信号的能力，以完成流量计算的校核功能。
这里所指的流量计算机（装置）安装在控制室内。
4.3.4信号处理单元应具有小流量切除功能，即当流量低于一个最小流量时，设流量输出为零。
4.3.5信号处理单元应具有在现场对系统参数、各种常数进行重设的能力。
信号处理单元应具有自诊断和单元故障报警输出的能力。
4.4性能要求
在对任何系数调整之前，气体超声流量计的流量测量性能应满足以下要求：
·重复性：
≤±0.2%，当qt≤qi≤qmax时；≤±0.4%，当qmin≤qi≤qt时。
·分辨率：
0.001m/s（0.003ft/s）
·速度采样间隔时间：
≤1s
·零流量读数：
每一声道≤6mm/s（0.020ft/s）
·声速误差：
±0.2%
·各声道间的最大声速差：
0.5m/s
·最大误差：
≤±0.25%，当qt≤qi≤qmax时；≤±0.5%，当qmin≤qi≤qt时。
·流量测量重复性：
≤0.1%，qt≤qi≤qmax;≤0.2%,qmin≤qi≤qt;其中流量计的分界流量qi=0.05qmax
4.5规格要求
流量计
工作压力（MPa）
4.2-6.3
工作温度℃
0~50
最小流量（Nm3/h）
1×104
正常流量（Nm3/h）
4×104~12×104
最大流量（Nm3/h）
20×104
通径
DN250（10”）
压力等级（MPa）
Class600
数量（套）
1
温度变送器
准确度等级
0.1%
测量范围
-30~70
输出信号
4~20mA+HART
压力变送器（绝压）
准确度等级
0.04%
测量范围
0-10MPa
输出信号
4~20mA+HART
4.6流量计算机
气体超声流量计配套提供流量计算机，并在现有流量计算机柜进行改造，用于安装流量计算机及配套防雷、供电、信号传输等电气原件。
4.6.1流量计算机应是基于微处理器的智能型仪表，应选用32bit或64bit的微处理器，其内存的容量至少应为2M，应能满足流量计算及数据存储的要求。
4.6.2流量计算机的计算软件应至少含有体积、能量等多种可选择的商贸计量标准，应能通过简单的组态或选项进行计量标准选择并锁定。
正常计算时，不应受其它计量标准的影响。
4.6.3应根据流量计的类型选择有关计算标准，如AGA7、AGA8、AGA9,API2540,ISO6976等。
根据选用的相关标准，完成标准体积流量（101.325kPa，20℃）、质量流量、能量流量等瞬时流量的计算和各自的累积流量计算。
4.6.4流量计算机的储存器应在每5分钟对流量计算结果进行一次归档，至少能够存储不少于30天的累积流量、压力、温度、报警等数据资料。
4.6.5应能显示标准状态下的气体瞬时流量、累积流量和能量流量，并且应能显示前1小时、前1天及当天的累积流量。
同时，应能显示工作压力、温度、仪表工作状态等信息。
4.6.6应采用LCD或液晶显示方式，其面板应带操作按键，可任意选择显示内容。
流量计算机的显示精度应能达到小数点前6位及小数点后4位，瞬时流量单位应为m3/h，累积流量单位应为×10nm3，其中n应可根据需要进行设定。
4.6.7流量计算机应具有自诊断功能，并将结果传送至上位计算机控制系统。
同时，能通过上位计算机对其进行组态与维护。
4.6.8流量计算机应安装于控制室的流量计算机机柜上。
4.6.9流量计算机应选用24V直流供电电源。
4.6.10流量计算机应配有安全系统，以控制进入其内部通道，避免人为修改采集的数据、计算标准、校准系数等。
同时，应防止计算机病毒的侵入。
4.6.11流量计算机的输入/输出的信号通道至少应包括：
接收2台气体超声流量计及配套温度、压力仪表的所有信号的接口。
通信接口:
2路RS-485／232，接口信号应符合标准MODBUSRTU/ASCII通信协议。
具有1路以太网接口。
4.6.12供方应提供流量计算机系统的硬件与软件配置，并提供通信协议及数据传输格式，以满足与上位PLC控制系统的通信要求。
4.6.13流量计算机应能自动接收色谱分析仪和上位计算机控制系统下载的气体组份信息，也可以通过计算机或面板人工输入（写入）该信息。
同时还应自动接收温度、压力变送器传来的补偿用测量值。
该测量值可以是标准模拟信号（4~20mADC），也可以是数字信号（HART协议）。
4.6.14流量计算机压缩因子的计算方法应满足ISO12213（1-3部分）或AGANO.8等标准的要求。
4.6.15流量计算机压缩因子的计算方法应满足AGANO.8,NX19,SGERG等标准的要求。
4.6.16流量计算机应具有掉电保护功能，在其内部应有备用电池，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，应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。
4.6.17流量计算机中各种报警信号可查询，并通过面板可以进行消除确认。
5.0验收试验
5.1工厂验收试验
设备及其附件在出厂前应根据有关规范进行工厂试验，以证明所提供的每台设备在各方面均能完全符合买方的要求。
必要时，买方及其代表有权利到卖方工厂进行监督试验、检定及验收。
气体超声流量计应依据相应的工业标准或其它的管理规范进行出厂测试。
供货商应向买方提供每台设备的出厂测试报告及质量检验报告，应是具有签署和日期的正式报告。
供方必须对所供设备进行100%的试验和检验，其内容至少应包括：
1.静态测试
·数量检查（包括附件）；
·外观检验（包括漆面质量、表面光洁度等检验）；
·尺寸检测；
·标牌标识是否完整、清晰；
·防爆等级或本质安全设备的认证证书；
·紧固件、连接管路等是否有松动现象；
·电源及接线是否满足要求；
·连接件形式、尺寸是否符合标准；
·是否遵从焊接规范和标准；
·材质是否与供货商提供的证明相符（内部件，外壳等）。
2.动态测试
·滞后性试验；
·重复性试验；
·绝缘性能试验；
·电磁干扰试验；
·振动试验；
·高、低温和湿度环境试验；
·压力测试；
·强度试验（包括流量计壳体强度试验和信号处理单元壳体试验）；
·气密性试验；
·无损探伤检验及其报告；
·零流量检验测试；
·系统性能测试并提供检验测试报告；
·其它内容测试。
5.2流量计检定
气体超声流量计出厂验收时的检定方式为：
100%干标和样气（如空气）检定。
流量计在送货前应在国内被授权的国家石油天然气大流量计量站进行100%实流检定，（检定压力不低于3MPa），检定不合格者由供方负全部责任。
检定合格，由甲方支付检定费。
实流检定的工况应与实际使用的工况类似，如流量、压力、温度、气体组份等，并应提供检定装置的测量不确定度数据。
通常，至少应对流量计的下列值进行实流检定：
qmin、0.1qmax、0.25qmax、0.4qmax、0.7qmax、0.85qmax、qmax。
流量计实流检定后，应采用检定系数消除仪表的偏差，使流量计的性能达到最佳。
供货商应在供货时，同时提供国家石油天然气大流量计量站的实流检定报告，并应以书面形式提供调整系数的详细说明。
5.3现场验收试验
设备运抵安装现场后，由供方与买方共同开箱检查。
发现问题，由供方负责解决（即使在供货商工厂已试验过且已通过出厂验收）。
现场试验合格后，由用户预验收。
在设备安装和投运期间，供方应派遣有经验的工程师到现场指导，协助并监督流量计及其辅助设备的正确安装并保证其投入正常运行。
6.0供货方式：
供货方负责将系统运输至甲方指定地点
6.1供货地点：
山西省晋城市沁水县金峰村
6.2供货时间：
自签订合同之日起15天内交货。
6.2包装运输
供方负责设备包装，并负责运输至安装现场，运输费用供方负担。
设备在运输过程中出现的任何损失由供方负责。
完成测试、试验并出厂验收合格后，仪表、自控设备都应进行干燥、清洁并进行包装，以保证设备在运输和储存过程中尽可能减少损伤和损坏。
现场安装接口应装配钢性的堵头加以保护，以防止异物进入。
运输的准备工作应按照供货商的标准进行。
散装件以及质保期内备用件应全部装入箱中，设备零件和备件应有识别标记。
应在每个包装箱里、外面做标记。
设备清单应装入各部分的包装箱中。
外露的加工面，包括螺栓，应涂防止生锈的涂层。
在运输前设备的金属表面应喷涂适当的防锈层。
7.0质量保证
质量控制要求不得低于本文件所列的相关规范和标准规定指标，以及双方认定的技术条件（含供货商配套提供）的规定。
必须具有中华人民共和国技术监督局颁发的计量器具型式批准证书
设备质量保证期应从供货商在现场交付使用且验收合格之日起计算，至少2年。
在产品说明书规定的储存、安装及正常操作条件下，因材料缺陷、制造质量、设计等原因造成的损坏，应由供货商负责免费保修或更换。
在保修期间内，供货商人员到用户指定地点的旅途、工作、生活所需的费用由供货商负担。
8.0培训和技术服务
供货商应提供整套设备的安装、使用程序并提供技术培训。
当业主通知供货商要投产运行时，供货商应派有经验的工程师到现场指导试运工作，提供技术支持。
当设备出现故障时，供货商应按设计方和业主要求排除故障，直到设计方和业主满意为止。
在保修期内，当设备需要维修或更换部件时，供货商应派有经验的工程师到现场进行技术支持。
技术服务的费用应由供货商承担。
供货商应负责培训用户技术人员，培训人员的数量、时间、地点、语种由双方商定。
培训内容应包括所提供设备的技术性能、安装调试、维护维修等内容，请供货商提供详细培训计划和课程安排，并提供全套中/英文教材。
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