摘要：高压天然气大流量工作装置的组成和技术指标，针对涡轮流量计的特殊性，提出了日常的维护保养措施，以及涡轮流量计在超出流量计上限时的自动处理措施，提高了计量检定站的管理水平和自动化水平，确保系统运行的安全性和可靠性，满足现场检定的需要。
　　近年来，我国天然气工业快速发展，为了解决高压天然气流量计量检定的需求，经国家质检总局批准。
　　原级标准装置、标准表法工作标准装置和移动式标准装置，三套流量标准装置的设计压力均为10MPa，直接以高压天然气为介质对口径为DN500及以下的气体流量计进行检定或校准。
1工作级标准装置组成及设备结构特点
1.1装置组成
　　工作标准装置采用标准表法原理，主要由标准涡轮流量计、核查超声流量计、温度变送器、压力变送器、在线气相色谱仪和数据采集处理系统等组成[1-2]。
　　为了减小管容对检定结果的影响，工作标准装置分区域设计：由1路DN80、4路DN100标准表管路和1路DN80、1路DN100的检定台位组成小流量检定系统；由6路DN200标准表管路和1路DN150、1路DN200、1路DN300、2路DN400检定台位以及1路DN300口径移动标准装置检定接口组成大流量检定系统。通过组合测量的流量范围达到（20～9600）m3/h，每路标准表管路由1台标准涡轮流量计和1台核查超声流量计串联安装构成。
主要技术指标
1）工作压力：（2.5～10）MPa；2）流量范围：（20～9600）m3/h；3）扩展不确定度：U≤0.29％（k=2）；4）被检流量计口径：DN50～DN500。
1.2操作方法
1）涡轮流量计启用前，前后直管段必须经吹扫干净后方可投入使用。
2）启用涡轮流量计前，应设定涡轮流量计的仪表系数，此系数记载于涡轮流量计的检定证书上。
3）涡轮流量计投运时应缓慢地先手动开启入口阀门，待管线完全充满气且压力平衡后手动开启出口阀门，防止瞬间气流冲击而损坏涡轮。严禁快速开启或关闭阀门，压力剧烈震荡或过快的高速加压会损坏流量计。为了保护气体涡轮流量计，加到涡轮流量计上的压力升高不能超过35kPa/s。如现场不能测量压力变化，则监视流量计流量不能超限。
4）涡轮流量计投运时，要求同一管线下游处调压撬已完全调压完毕，不会出现冰堵现象，涡轮流量计前后压差不能过大，常用流量范围为最大流量的70～80%，最大流量为允许最大流量的120%，最小流量不能低于流量计的工作下限，防止流量计在低限工作时计量失准。
1.3安全操作注意事项
1）在启用流量计前，应对前后管段进行吹扫干净后，方可使用流量计。2）在启用流量计前，应按照检定证书上的值设备流量计的仪表系数。3）流量计计量的准确率，安装流量计时，应保证流量计上游有不小于10倍D的直管段，下游不小于5倍D的直管段。4）启用流量计时，应缓慢开启流量计上下游阀门，气体缓慢充入直到涡轮流量计下游电动强制密封球阀。压力剧烈震荡或过快的高速加压会损坏涡轮流量计。为了保护气体涡轮流量计，加到涡轮流量计上的压力升高不能超过35kPa/s。如现场不能测量压力变化，则监视涡轮流量计流量不能超限。5）流量计使用时，应保证在计量范围内工作，不要超量程范围工作。6）在日常使用过程中，严禁更改流量计的设定值。7）用于贸易交接的流量计应每两年对仪表检定一次，检定合格后，方可投入使用。
2涡轮超速保护系统
2.1工作原理
　　超速状态在涡轮机上轴的速度超过规定范围后出现。在超速状态期间，涡轮机通常经历可能导致突变故障的强大机械应力和热应力。通常，涡轮机配备有保护系统，其试图使超速状态的影响最小化。涡轮机的调节器系统通常作为第一级的保护系统。当检测到超速状态时，调节器试图降低涡轮机的速度[5]。通常还可具有两个独立的第二级保护：a）超速保护系统跳闸，通常设置为运转轴速度的大约110%；b）紧急保护系统跳闸，通常设置为运转轴速度的大约113%。
2.2操作流程
　　三取二电子超速保护系统由转速测量部分、三取二电子超速保护器、跳车电磁阀３个部分组成。其工作原理：3个磁阻式探头与专门的测速盘配合安装，可以检测到汽轮机的转速；3个独立的汽轮机转速信号分别送入电子超速保护器，电子超速保护器实时监测3个通道的转速信号，当监测到2个通道的转速值，同时超过内部设定值后，其内部的继电器动作，触发停车电磁阀动作，电磁阀快速泄放掉速关油，引风机的速关阀在弹簧力的作用下快速关闭，切断引风机的进汽，引风机快速停机，从而起到防止引风机超速的目的。

上图中各环节的作用如表所示：
表1系统中各设备作用

设备	作用
磁电转速传感器	利用电磁感应原理，将转子转速变换成频率随转速相应变化的信号。
频率/电压转换器	经过对频率信号检波和放大，再把频率信号转换成电压大小变化的信号输出。
指示仪	对机组转速进行连续指示，供操作人员随时观察了解机组转速。
报警给定器	实现超速报警及超速紧急停机动作转速值得设定和接点输出，分别送至声光报警器和快速切断阀的电气控制系统。
声光报警器	接受报警给定器的接点信号，当转速超过设定值时，该接点闭合，报警器进行闪光动作，同时蜂鸣器有节奏的声响，提醒操作人员做紧急处理。

　　为了避免在管路切换时出现流量超限损坏标准涡轮流量计，特设置了涡轮超速保护功能，系统实时监视每条管路的瞬时流量，当其中某一个标准涡轮管路的流量超出一定限值时，系统会报警并做出相应的措施。
2.3涡轮超速保护连锁逻辑
　　MTL5532可以同时将工作级标准涡轮流量计的信号转换成电压脉冲和4-20mA电流型号，我们将电压脉冲信号接入检定系统供计量检定使用，4-20mA信号接入控制系统供涡轮的超速保护使用。
　　为了避免在管路切换时出现流量超限，系统会实时监视每条管路的瞬时流量，当其中某一个标准涡轮管路的流量超出设定的上限值的80%（可设定）时，系统会产生高报警，并且在上位机显示；当其中某一个标准涡轮管路的流量超出设定的上限值的100%（可设定）时，系统会产生高高报警，自动关闭检定回路流量调节阀FV-602A、FV-602B、FV-602C（流量调节阀设定为手动，同时给定0%阀位），打开流量旁通阀FV-601A、FV-601B（流量旁通阀设定为手动，同时给定100%阀位），同时周期性检测流量值，如果在80%（可设定）报警点以内，检定回路调节阀停止关阀，旁通回路停止开阀，保持当前状态，等待继续检定。
当其中某一个标准涡轮管路的流量超出设定的上限值的20%时，则控制系统立即切断自驱式安全切断阀PSDV-203A、PSDV-203B，打开球阀ROV103，以保护标准涡轮流量计。

3结语
　　通过加强对标准涡轮流量计的日常维护和系统保护逻辑，加强对标准表的监控，保证标准涡轮流量计的良好性能，同时避免了因为人为失误出现流量超出流量计范围，打坏涡轮流量计的叶轮，保护了标准设备。

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