夏壽華　萬元周

(國家石油大流量計量站成都天然氣流量分站，成都 610213)

0　引言

天然氣數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)是天然氣流量量值傳遞體系的重要環(huán)節(jié)。國家石油天然氣大流量計量站成都分站的數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)分為渦輪工作標準系統(tǒng)和噴嘴次級標準系統(tǒng)兩部分。渦輪工作標準系統(tǒng)由大、小流量檢測系統(tǒng)組成，并由它們來完成對各種流量計的測試、檢定或校準工作。通過現(xiàn)場調(diào)試、驗收及測試，使該系統(tǒng)能滿足渦輪工作標準不確定度不大于0.33％的要求，并為下一步計量權(quán)威機構(gòu)驗收新站標準裝置打下堅實的基礎(chǔ)；同時對實現(xiàn)我國與國際上實驗室互認、促進我國天然氣國際貿(mào)易的發(fā)展具有重要意義。

1　數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)現(xiàn)場驗收與測試

1.1　硬件到貨的檢查和驗收

1)首先對供貨商提交的硬件設(shè)備按照技術(shù)規(guī)格書、技術(shù)協(xié)議和正式的報價單的要求進行清理和檢查，對不符合要求的硬件設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量必須一一清點。

2)對數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)提交的3個機柜進行檢查。首先檢查柜內(nèi)器件安裝是否牢靠，硬件設(shè)備之間的線路連接是否有松動，并對線路的走向進行規(guī)范整理，完成機柜內(nèi)電路檢查后通電，完成電路的自檢。

3)對機柜的接地要求：3個機柜殼體進行保護接地，其他的信號回路及屏蔽線進行工作接地，保護接地和工作接地分別接到保護接地銅排和工作接地銅排，接地電阻應(yīng)小于1Ω。

1.2　信號通道的測試

對整個數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)的信號通道進行測試，測試的內(nèi)容如表1所示。

配合中國測試技術(shù)研究院對新站數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)大、小直排系統(tǒng)渦輪工作標準裝置及檢測區(qū)的16個頻率通道、6個模擬量輸入通道及3個RTD通道進行測試后，并對數(shù)據(jù)進行處理和分析知道，所有的通道誤差在十萬分之幾到萬分之一的范圍以內(nèi)，根據(jù)JJG 643—2003的要求滿足系統(tǒng)要求的0.066％的范圍之內(nèi)。

1.3　軟件功能模塊的確認

主要是演示及確認軟件系統(tǒng)所有的功能模塊，使其滿足系統(tǒng)對各種流量計的測試、檢定或校準工作的需要。需要確定的內(nèi)容如表2所示。

通過對軟件功能模塊的演示和確定，并不斷的對其修改和完善，目前軟件滿足檢定或校準的要求。

1.4　離線的數(shù)據(jù)測試

對系統(tǒng)中軟件的各個算法必須進行驗算和核對，使其滿足標準的要求，具體的測試內(nèi)容如表3所示。

表1　信號通道的測試內(nèi)容表

表2　軟件功能模塊確認表

表3　系統(tǒng)中軟件算法驗算表

1)用數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)軟件的大、小直排系統(tǒng)渦輪工作標準分別離線模擬測試3臺型號規(guī)格為DN100、DN200、DN300的氣體超聲流量計。從模擬測試的數(shù)據(jù)得出：渦輪工作標準表的數(shù)據(jù)與被校準的超聲流量計的各個流量一致，兩者的示值誤差均為0，證明了軟件本身及相關(guān)的流量算法是正確的。

2)選用3組不同的組分分別在數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)與 AGA8/10軟件上計算，分別計算出壓縮因子、聲速、密度等主要參數(shù)。計算結(jié)果在小數(shù)點后的第5位是一致的，滿足要求。

3)選用3組不同的組分分別在數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)與GB/T 11062—1998軟件上計算，得出高位發(fā)熱量、低位發(fā)熱量、壓縮因子、密度、相對密度、沃泊指數(shù)的相對誤差均為0。計算結(jié)果一致，滿足要求。

4)通過選用同一組氣體組分、同一測量管內(nèi)徑和孔板內(nèi)徑，以及選用不同的溫度、壓力、差壓共16組分別在新站數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)與分公司GMMS軟件上計算，兩者計算的天然氣流量的相對誤差在(0～0.031％)之間。計算結(jié)果的相對誤差符合GB/T 21446規(guī)定的0.1％范圍以內(nèi)。

1.5　在線數(shù)據(jù)測試

用大、小流量檢測系統(tǒng)測試質(zhì)量式、速度式、容積式、差壓式等各類流量計，使其滿足檢定、校準、檢測質(zhì)量過程控制的需要，且該系統(tǒng)能滿足渦輪工作標準不確定度不大于0.33％的數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)的需要。用系統(tǒng)DN80的渦輪標準表測試DN80氣體渦輪流量計如表4所示，DN100的渦輪標準表測試DN100氣體超聲流量計如表5所示。

表4　用系統(tǒng)DN80的渦輪標準表測試DN80氣體渦輪流量計

表5　DN100的渦輪標準表測試DN100氣體超聲流量計

從系統(tǒng)測試渦輪、超聲、孔板流量計的數(shù)據(jù)得知系統(tǒng)測試流量計的重復(fù)性最大為0.06％，滿足系統(tǒng)要求的0.08％的范圍以內(nèi)。

選取渦輪工作標準大流量區(qū)重復(fù)性、穩(wěn)定性考核記錄2000m3/h(壓力測量1.59～1.68MPa,溫度測量10.1～13.5℃)。渦輪工作標準大、小流量區(qū)的重復(fù)性、穩(wěn)定性考核如表6所示。

按照JJF 1033—2008考核規(guī)范的要求，渦輪工作標準裝置的穩(wěn)定性符合建標要求。

現(xiàn)場對所有的管線進行實驗(小流量渦輪工作標準3根：DN80、DN100、DN200，大流量渦輪工作標準3根：DN200、DN300、DN400)。由于時間因素，抽取1路管線或者2路管線完成現(xiàn)場試驗后，提交渦輪工作標準的不確定度評定報告。

表6　渦輪工作標準大、小流量區(qū)的重復(fù)性、穩(wěn)定性考核

1.6　資料驗收階段

軟件系統(tǒng)必須按照石油工業(yè)應(yīng)用軟件工程規(guī)范(SY/T)5232-1999的要求，依據(jù)完備性、正確性、簡明性、可追蹤性、自說明性、規(guī)范性這六個方面的進行驗收。軟件清單：SS系統(tǒng)操作站系統(tǒng)軟件及辦公軟件1套 、工程組態(tài)軟件1套(包括LabView、NI-FBUS配置軟件) 、工程師站軟件1套 、操作站軟件2套、數(shù)據(jù)庫軟件1套、殺毒軟件1套、防火墻軟件1套、源程序。文檔驗收單：項目開發(fā)計劃、軟件需求說明書、概要設(shè)計說明書、詳細設(shè)計說明書、用戶手冊、測試計劃、測試報告、驗收報告、軟件修改報告、現(xiàn)場施工計劃書質(zhì)量保證書、HS％作業(yè)指導(dǎo)書、培訓(xùn)計劃書、售后服務(wù)書。

1.7　評審

組織專家對各個部分的驗收結(jié)果進行評審，以判斷所提交的軟件系統(tǒng)是否滿足合同或者建標的要求。

2　結(jié)束語

綜上所述，數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)要達到驗收的要求，必須對本文提到的數(shù)據(jù)采集與流量評價系統(tǒng)的七個部分進行嚴格的把關(guān)、驗收和測試，才能滿足整個系統(tǒng)滿足渦輪工作標準裝置的不確定度不大于0.33％的要求。本文的應(yīng)用研究也可以為其它專業(yè)技術(shù)站的建設(shè)提供參考和建設(shè)性的意見，同時對提高我國天然氣計量檢測技術(shù)的水平和能力也具有非常重要的意義。隨著天然氣計量技術(shù)的快速發(fā)展，筆者相信本文還將得到進一步的完善和提升。

[1]中國計量測試學(xué)會.一級注冊計量師基礎(chǔ)知識及專業(yè)實務(wù).中國計量出版社，2009

[2]SYT 5232—1999石油工業(yè)應(yīng)用軟件工程規(guī)范

[3]JJF 1033—2008計量標準考核規(guī)范

[4]JJG 1037—2008渦輪流量計檢定規(guī)程

[5]程健，等.基于空間電磁環(huán)境模擬的系統(tǒng)間電磁兼容性預(yù)測分析軟件設(shè)計.計量技術(shù)，2011(8)