摘要：本文首先介紹了國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站南京分站建設(shè)的mt法高壓天然氣流量原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的構(gòu)成、工作原理、技術(shù)指標(biāo)和作用，介紹了特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范對(duì)壓力容器上設(shè)置安全閥的要求；然后對(duì)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)操作過程中的危害因素和風(fēng)險(xiǎn)控制措施進(jìn)行了全面詳細(xì)的分析和介紹；最后，結(jié)合實(shí)際操作過程中安全閥對(duì)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量性能的影響和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有同類標(biāo)準(zhǔn)裝置沒有設(shè)置安全閥的事實(shí)，說明了拆除mt法天然氣流量原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)球罐上安全閥的必要性和可行性。

一、mt法高壓天然氣流量原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)介紹

mt法原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置是南京分站天然氣流量量值傳遞體系的源頭，是國(guó)家天然氣流量計(jì)量基準(zhǔn)，用于復(fù)現(xiàn)高壓天然氣的質(zhì)量流量量值，對(duì)臨界流文丘里噴嘴進(jìn)行校準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)裝置在壓力為（5.0～8.0）MPa，質(zhì)量流量為(0.1～8.0)kg/s的范圍內(nèi)，復(fù)現(xiàn)的質(zhì)量流量的擴(kuò)展不確定度為0.1%（k=2），校準(zhǔn)臨界流文丘里噴嘴流出系數(shù)的擴(kuò)展不確定度為0.15%（k=2）。原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)工藝流程如圖1所示。

原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為國(guó)內(nèi)天然氣流量計(jì)量基準(zhǔn)，在量值溯源圖中處于至關(guān)重要的位置，廣州分站、武漢分站、烏魯木齊分站、塔里木檢定點(diǎn)、采育檢定點(diǎn)、武漢檢定點(diǎn)等檢定機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)裝置均溯源至南京分站原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置，直接或間接影響著國(guó)內(nèi)80%的天然氣貿(mào)易交接準(zhǔn)確性，影響力巨大。

二、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范要求

mt法原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置稱重球罐屬于固定式壓力容器，使用管理應(yīng)符合TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求。其中9.1.2條款明確了超壓泄放裝置的裝設(shè)要求，具體內(nèi)容如下：

1. 本規(guī)程使用范圍內(nèi)的壓力容器，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求裝設(shè)超壓泄放裝置，壓力源來自容器外部，并且得到可靠控制時(shí)，超壓泄放裝置可以不直接安裝在壓力容器上；
2. 采用爆破片裝置與安全閥組織結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)符合壓力容器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，凡串聯(lián)在組合結(jié)構(gòu)中的爆破片在動(dòng)作時(shí)不允許產(chǎn)生碎片；
3. 易爆介質(zhì)或毒性維護(hù)程度為極度、高度或者中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)當(dāng)在安全閥或爆破片的排出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理，毒性介質(zhì)不得直接排入大氣；
4. 壓力容器設(shè)計(jì)壓力低于壓力源壓力時(shí)，在通向壓力容器進(jìn)口的管道上應(yīng)當(dāng)裝設(shè)減壓閥，如因介質(zhì)條件減壓閥無法保證可靠工作時(shí)，可用調(diào)節(jié)閥代替減壓閥，在減壓閥或調(diào)節(jié)閥的低壓側(cè)，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)安全閥和壓力表；
5. 使用單位應(yīng)當(dāng)保證壓力容器使用前已經(jīng)按照設(shè)計(jì)要求裝設(shè)了超壓泄放裝置。

三、原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)操作危害因素分析及安全措施

南京分站依據(jù)相關(guān)安全管理規(guī)定要求，對(duì)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置日常操作、維護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的危害因素分析，識(shí)別作業(yè)活動(dòng)29項(xiàng)，危害因素65條。針對(duì)每條危害因素均依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定的切實(shí)有效的風(fēng)險(xiǎn)防控措施，相關(guān)措施如下：

1、自建站以來，西氣東輸一線干線來氣壓力基本在5.3MPa～7.6 MPa之間，受西二線投產(chǎn)影響，近些年來氣壓力、流量呈逐步降低趨勢(shì)，從運(yùn)行情況來看不存在超壓?jiǎn)栴}。

2、原級(jí)計(jì)量撬上設(shè)置有一個(gè)先導(dǎo)式安全閥，距離球罐距離約5米，作用也是保護(hù)計(jì)量撬整體不會(huì)超壓；且原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置用途是校準(zhǔn)臨界流文丘里噴嘴，噴嘴屬于節(jié)流件，工作時(shí)上下游間至少需要15%的壓降。因此，從工藝角度分析，噴嘴下游（即球罐入口處）不存在來氣壓力超壓?jiǎn)栴}。

3、原級(jí)廠房?jī)?nèi)設(shè)置有4個(gè)固定式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀，信號(hào)接入計(jì)量中心火氣系統(tǒng)，用于檢測(cè)天然氣泄漏情況。一旦發(fā)生天然氣泄漏時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒值班人員進(jìn)行處置，同時(shí)通過聯(lián)動(dòng)功能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急排風(fēng)，降低廠房?jī)?nèi)部可燃?xì)怏w濃度，消除危險(xiǎn)可能性。原級(jí)球罐處于相對(duì)密閉空間內(nèi)，罐體四周配有4個(gè)自動(dòng)滅火器，當(dāng)球罐周邊出現(xiàn)火情時(shí)，滅火器檢測(cè)到火災(zāi)溫度，會(huì)自動(dòng)爆破，將滅火阻燃水劑噴灑到罐體及其周邊，可以快速撲滅火情，并使球罐溫度檢定，從而消除因火災(zāi)造成球罐壓力升高的可能性。

4、原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置稱重球罐不做長(zhǎng)期充氣的儲(chǔ)氣罐使用，僅在很短的測(cè)試時(shí)間內(nèi)有天然氣充入，測(cè)試后管內(nèi)天然氣立即放空。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范及工作原理，稱重球罐只有在工作時(shí)充壓，每次作業(yè)完成后會(huì)向球罐內(nèi)加注適量氮?dú)猓㈥P(guān)閉進(jìn)口球閥，確保罐內(nèi)不存在易燃易爆氣體。

5、嚴(yán)格執(zhí)行原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。南京分站為確保原級(jí)操作規(guī)范，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，組織人員編制了《原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)操作維護(hù)規(guī)程》。依據(jù)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)及防控措施，詳細(xì)明確了具體操作步驟，明確拆裝作業(yè)必須使用氮?dú)庵脫Q，使用便攜式氣體檢測(cè)儀（XP3110、XP3180）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)（注：甲烷檢測(cè)合格標(biāo)準(zhǔn)為0.5%，氧氣檢測(cè)合格標(biāo)準(zhǔn)為2%），確保天然氣不會(huì)和空氣直接接觸。作業(yè)時(shí)，操作人員嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范操作，消除天然氣遇到火源發(fā)生著火、爆炸的可能性，自2012年原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)投產(chǎn)以來未發(fā)生過事故事件。

6、原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)使用時(shí)有專人監(jiān)護(hù)。依據(jù)《南京計(jì)量測(cè)試中心流量計(jì)拆裝管理辦法》，原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)操作時(shí)會(huì)指定一名人員作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人，由其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有操作進(jìn)行監(jiān)督確認(rèn)，并填寫相關(guān)記錄。作業(yè)時(shí)，即便發(fā)生特殊情況，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，確保第一時(shí)間按應(yīng)急處置流程進(jìn)行處置。

7、原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)周邊無可燃物。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)結(jié)果，原級(jí)稱重球罐周邊必須杜絕可燃物。南京分站嚴(yán)禁將任何可燃物存放于原級(jí)操作小屋，擦拭砝碼用的酒精只允許在原級(jí)廠房?jī)?nèi)空曠的操作臺(tái)上進(jìn)行，并且在使用后必須立即歸還至危險(xiǎn)品庫(kù)。日常管理及檢查時(shí)，也將其作為重點(diǎn)必查內(nèi)容。

四、安全閥對(duì)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的影響分析

1.安全閥泄漏直接影響原級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度。原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置采用mt法復(fù)現(xiàn)天然氣流量，球罐本身作為稱重用裝置，其密封性能對(duì)計(jì)量精度的影響起決定作用，原則上來說應(yīng)盡可能減少可能造成泄漏的不必要部件，球罐頂部安全閥是一個(gè)可能的泄漏點(diǎn)。目前發(fā)現(xiàn)的微漏問題對(duì)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試而言是致命的，是一個(gè)可能造成質(zhì)量事故的危害因素。2016年安全閥送檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)原級(jí)球罐安全閥存在泄漏。

2.每年安全閥拆卸送檢可能會(huì)對(duì)電子秤造成影響。原級(jí)球罐安全閥屬于壓力容器附件，根據(jù)規(guī)范每年需送檢一次。鑒于其安裝在球罐頂部，送檢時(shí)需搭建腳手架，以便于拆裝安全閥。搭建腳手架時(shí)搬運(yùn)材料可能會(huì)磕碰陀螺儀及球罐本體、管道、秤臺(tái)等，對(duì)陀螺秤刀口傷害較大。此前曾出現(xiàn)過因磕碰造成刀口跑偏，直接影響陀螺秤精度，最終導(dǎo)致計(jì)量性能偏差。

3.安全閥放空管對(duì)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)性能有一定影響。安全閥泄放口通過管道穿越廠房頂部向室外排氣，排氣管與套管間間隙很小，不直接接觸。此前，開展原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，室外風(fēng)力較大時(shí)，空氣會(huì)延排氣管與套管間隙流動(dòng)，造成電子秤示數(shù)異常；近期檢查時(shí)還發(fā)現(xiàn)排氣管直接與套管發(fā)生輕微摩擦，影響原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量性能。

五、國(guó)內(nèi)外其他計(jì)量機(jī)構(gòu)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)球罐安全閥設(shè)置情況

南京分站先后對(duì)國(guó)內(nèi)外多家擁有原級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，其中國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站成都分站、美國(guó)西南研究院（SwRI）、沈陽606所、臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院量測(cè)技術(shù)中心（CMS）等機(jī)構(gòu)等四家計(jì)量機(jī)構(gòu)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置采用mt法，其組成原理與南京分站原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)基本相同，包括稱重球罐、電子秤、換向閥等。因原級(jí)球罐工作特殊性，必須確保零泄漏，并未配置安全閥。

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因此，國(guó)內(nèi)外檢定機(jī)構(gòu)的原級(jí)儲(chǔ)罐由于計(jì)量精密性要求，均未配置安全閥； TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》9.1.2條款明確：當(dāng)壓力源來自容器外部，并且得到可靠控制時(shí)，超壓泄放裝置可以不直接安裝在壓力容器上。所以，南京分站原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)氣罐取消安全閥在國(guó)內(nèi)外同行業(yè)是符合規(guī)范要求且有先例的。

綜上所述，根據(jù)對(duì)mt法原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量性能要求、危害因素辨識(shí)和安全控制措施的分析結(jié)果，拆除原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)稱重球罐安全閥是必要的，也是可行的。

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關(guān)鍵詞： 天然氣流量計(jì)量? mt法原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)? 稱重球罐? 安全閥