[00117133]上海市煤气流量贸易计量和管理系统的建立

一、项目来源与背景　　长期以来，上海煤气产、销双方矛盾十分突出，1995年和1996年，价值高达数亿元人民币的产销矛盾已不是当时的上海煤气公司和上海焦化厂这两个当事者所能解决的。而市政府面对日益剧增的财政补贴和双方各执一词的争执也头痛不已。1996年底，市有关主管部门明确由市质量技监局负责组建煤气计量公正站。1997年初，上海市政府三位副市长再次批示要求市技监局会同有关单位提出建站方案。上海市计量测试技术研究院接受了这一任务，并立项进行研究，从实际出发，结合上海燃气产销的特点，制定一系列现实可行、经济合理、科学权威的方案，对原有的煤气出厂计量装置进行改造，逐步完善，最终建立起上海市煤气流量贸易计量和管理系统，进而解决产、销双方十分突出的计量矛盾。总的过程历时10年，边研究，边改造、边运行。　　二、技术原理及性能指标　　1.计量装置的构成和原理孔板流量计量装置主要由孔板、直管段、温度、压力和差压变送器、现场工控机、监控计算机、服务器构成。基于节流装置的孔板流量计是一种差压式流量计，其测量原理为当充满圆管的单相流体流经在管道内部安装的孔板（节流装置）时，流束将在孔板处形成局部收缩，使流速增大，静压力降低，于是在孔板前后产生压力差，该压力差通过差压计检出。流体的体积流量或质量流量与差压计所测得的差压值有确定的数值关系，这关系即为差压式流量计的流量测量基本方程式。煤气的温度、压力、差压信号由相应的变送器转换成4～20mA标准信号送入现场工控机（新厂或老厂）进行处理，一方面计算成流量进行工艺控制、生产煤气，一方面将这些参数送到监控计算机进行保存，存入服务器的数据库，待第二天密度数据输入计算机后，再重新运算，将流量修正为结算流量，监控计算机可以查看任意一根管道任意一分钟的温度、压力、流量数据。公正总站和其他有关部门可以通过公共电话网随时查询数据、打印报表。两台监控计算机互为备份。　　2.技术指标和技术要求　　1)孔板设计、制造要求：孔板的设计、制造必须符合GB/T 2624-93《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》规定。　　2)温度、压力、差压变送器准确度不大于0.25%，仪表系统总误差不大于1%。　　3)流量测量结果的不确定度：2.0%三、技术的创造性和先进性　　1.明确研制对象和内容。　　2.克服困难完成大口径管道的加工和测试。　　3.首次运用煤气流量全补偿公式，并对其误差进行了分析，后在2000年已被国家标准《GB/T 18215.1-2000》所采用。　　4.煤气取样方式的创新：利用气体扩散法分析出煤气在该时段的平均密度，送入计算机内的流量计算公式重新计算进行流量（与气样相同时段）修正，避免了因组分不稳、工况变化而造成的密度误差导致流量失准。这种方法使用下来效果良好。这一方法全国煤气行业是首次运用。　　5.腰轮流量计使用方法的创新：利用磁钢将转轴的速度（流量）用脉冲形式转换出来，将流量、温度、压力信号送入计算机进行运算。　　6.研制煤气流量计量采集管理系统：运用了当代计算机的最新技术，摒弃了煤气行业中仪表工抄表的传统工作，操作工只要在控制室里就能根据屏幕提供的数据控制工艺流程；贸易双方根据计算机提供的数据进行结算，再也不用怀疑数据的可靠程度。　　7.采用超声波流量计来对吴淞煤气厂（调峰厂）出厂管道的脉动流进行测量。　　8.腰轮和超声波流量计的标定，这种利用煤气储气柜对超声波流量计（或腰轮流量装置）进行溯源标定的方法。这个方法不仅解决了大口径气体超声波流量计和腰轮流量计的量值溯源难题，也为我国大口径气体超声波流量计的在线校验开创了良好的开端。　　9.公正计量管理模式的建立和完善。　　10.对浦东、吴淞、石洞口和焦化出厂煤气计量装置进行全面完善、改造。　　11.创造性运用一体化智能流量变送仪，打破了传统孔板流量计量程比3:1的限制，为项目的顺利实施奠定了基础。　　12.采用压缩因子普遍化方程来计算煤气压缩因子，并且实时计算，这在全国煤气计量中是第一次摒弃传统取常数的方法。极大地提高了流量的准确度和可信度。　　13.对煤气传输过程中的脉动现象和孔板积污对煤气流量影响进行了卓有成效的研究，对今后流量计量技术的发展，具有一定的指导意义。　　四、技术的成熟程度、适用范围和安全性　　该成果的技术经多年检验、运行，已日臻成熟，已完全适用于煤气出厂流量的计量，煤气产销双方都十分认同该装置出具的计量数据。并以其作为煤气贸易计量的依据。在安全性、可靠性方面采取了系统监视、镜像存贮、分布式存贮、权限分配、远程访问控制等措施。因此运行安全，可靠。　　五、应用情况存在的问题　　由于其特殊性，整套装置推广性不够，但应用性很强，其他城市的煤气计量只能从形式上模仿，而不可能在规模上、技术上进行复制。由于针对性强，要根据实际情况需要再研究建立具有自身特点的装置。　　六、应用前景　　这一成果的应用，从源头上规范了全市的人工煤气计量，彻底摆脱了原先煤气计量的“煤糊涂”帽子，为减少全市煤气产销差起到了推动促进作用。使政府的补贴透明化，减少了浪费。是落实科学发展观，落实节能减排方针的一次重要实践，其社会效应和间接经济效应明显。得到了“政府满意、企业放心、社会欢迎”的赞誉。应用前景深远。