燃气六面蛋卷机

中国海油近日发布消息，在深圳东南约180公里的陆丰8-1平台，我国首台具有完全自主知识产权的海上平台燃气轮机成功“点火”，正式投入使用。燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”，是工业强国的重要标志，世界上仅有少数国家具备独立自主研制能力。对于海上油气平台来说，燃气轮机发电机组是海洋装备的“心脏”。长期以来，我国海上油气平台应用的燃气轮机发电机组一直依赖进口，面临采办周期长、购置价格高、维修保养难等问题。中国航发燃气轮机有限公司研发中心产品设计室主任申春艳介绍，这次完成建设的7兆瓦级燃气轮机，代号为“太行7”，具有功率大、启动快、能耗低、维护简便等优点。每小时发电量超过5000千瓦时，相当于500个家庭1天的用电需求，可以满足1座海上油气平台全部生产和生活需要。与同功率燃油发电机组相比，每年可减少近8万吨二氧化碳排放。海上油气平台在狭小的空间里需要安放密集设备，同时处于高湿、高盐、高腐蚀的恶劣环境，每年夏秋季节还将面对台风的冲击。该项目的成功建设填补了国内海上平台燃气轮机应用领域的空白。“太行7”燃气轮机是在“太行”航空发动机基础上衍生发展的7兆瓦级轻型航改燃气轮机，已突破含“双燃料”“海洋三防”“多级压气机设计”“气冷涡轮叶片设计”在内的多项关键技术，累计形成新技术、新工艺、新标准、新材料、新规范数百项，有力支撑了燃机产业发展。中国海油深圳分公司深水工程建设中心副总经理高爽介绍，“太行7”燃气轮机全面实现了核心零部件自主制造，也将因此产生较大的经济效益。同功率的国产机组较进口机组成本低15%，由于使用了国产标准元器件和技术服务方案，设备运维成本也将大幅下降，“中国方案”为海洋油气装备全链条自主可控和海上油气田效益开发提供了全新路径。项目建设期间，中国海油深圳分公司与中国航发燃气轮机有限公司合作，成立高层级管理项目小组，联合高校、科研院所、终端用户、产业链上中下游近300家单位开展攻关，从成套施工图设计到机组出厂用时不到1年，从陆地安装到完成海上调试用时不到3个月。陆丰8-1平台总监岳宗领介绍，目前，平台电力系统已成功并入陆丰油田群“新区”电网，通过一根6.3公里长的海底电缆连接至陆丰14-4平台，成为油田群的电力核心，为海上石油开采提供不竭动力。 （经济日报记者 黄晓芳）

安捷伦科技于2009年2月24-26日在上海安捷伦科技分析仪器研制中心举办了&ldquo 安捷伦微板流控技术及解卷积软件技术研讨会&rdquo 。为期三天的研讨会，吸引了来自全国各地石油、石化、食品、环境、商检、烟草、制药、教育科研及商业实验室等领域的用户50余人。与此同时，安捷伦特邀美国总部气相色谱和气质联用技术资深专家Bruce Quimby 博士和Mike Szelewiski先生来华讲演并亲临仪器现场做指导。 Bruce Quimby 博士在讲授微板流控技术Mike Szelewiski先生在指导用户实际操作解卷积软件 众所周知，微板流控技术和解卷积软件技术是安捷伦近年来推出的两个独具匠心的新技术。两个研讨会同期举办，其目的是使从事微板流控和解卷积软件应用的用户有机会在同一时间里，学习和掌握更多的相应知识和实际操作技能，从而帮助他们在以后的实际工作中解决遇到的难题。 微板流控技术研讨会侧重：  微板流控技术工作原理  微板流控技术的易用性  二维中心切割技术（Dean Switch）技术  微板流控技术分析汽油组分及用GC/FPD/MS分流技术分析有机磷农药 解卷积软件技术研讨会侧重：  DRS提高实验室工作效率  DRS强大功能- 在样品中发现潜藏的信息  DRS A04- 报告真正的解卷积数据最新进展用户与安捷伦专家直接交流两个研讨会期间，用户除了学习技术理论知识外，还可以现场实际操作仪器,同时与专家和其他用户踊跃交流。研讨会处处洋溢着学习和交流的热烈气氛。参加研讨会的专家和老师给予了本次活动高度的评价，希望仪器行业能够经常举办如此高水平的技术研讨。通过本次学习和实践，用户感到所学的技术知识对他们今后的工作有很大的帮助，并对应用这两种技术在今后的仪器操作过程中发挥更大的功能潜质充满信心。 安捷伦独具匠心的微板流控技术和解卷积软件技术得到了广大用户的青睐，这正是安捷伦领先技术魅力所在。 主讲人简介: Bruce Quimby 博士 Bruce Quimby博士现为美国安捷伦公司资深的应用化学家。 1974年他在美国宾夕法尼亚州曼斯菲尔德州立学院获得化学学士学位。1980年他在马萨诸塞大学获得分析化学博士学位。1979年以来， 他在安捷伦公司(和前惠普)从事研究与开发工作。 他的文章或合著文章在18个期刊上发表，并且在气相色谱领域获得11个专利。 Mike Szelewski 先生 自1981年以来，Mike Szelewski先生作为一位应用化学家在惠普/安捷伦公司工作。 在此之前，他在商业环境实验室工作。 他的工作重点是采用安捷伦气质联用仪从事环境中半挥发性物的分析研究工作。他综合优化进样口、衬管、色谱柱和质谱离子源使环境样品的分析达到最优化。 Szelewski先生与美国国家标准与技术研究院（NIST）合作在质谱解卷积上有丰富的经验，他被授予一项解卷积报告软件（DRS）的专利并且担任那个项目的负责人。 关于安捷伦科技 安捷伦科技（NYSE: A）是全球领先的测量公司，是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者，公司的19,000名员工在110多个国家为客户服务。在2008财政年度，安捷伦的业务净收入为58亿美元。 要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com/chem/cn http://agilent.instrument.com.cn

一、燃气表行业背景分析近年来，我国加快推进“煤改气”工程建设，天然气已经成为我国现代清洁能源体系的主体能源之一。到2020年，天然气在一次能源消费结构中的占比力争达到10%左右，到 2030 年，占比提高到15%左右。在这些燃气迅速发展的利好消息促进下，燃气计量行业将迎来巨大的发展契机。膜式燃气表因其技术成熟、质量稳定和价格低廉等优点，在我国城市燃气发展中得到广泛应用，随着计算机和微电子技术的发展，膜式表也逐步实现了智能化，目前在燃气计量行业仍然占据着主导地位。但膜式燃气表结构复杂、易磨损、易受管道介质温度压力等客观因素的影响，导致测量精度降低。热式（MEMS）燃气表是利用热传递原理测量燃气标准状况下流量的一种新型燃气计量器具，采用全电子结构，无机械运转部件，体积小、精度高。虽然可以针对特定天然气组分进行修正，但是从原理上还是易受多种不同气体组分影响，温度的影响修正也相对复杂，同时长期的污染物沉积使得MEMS芯片响应变慢影响精度，使得其应用受到限制。超声波燃气表以其非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高的计量精度和可结合更多的智能化应用等优势，引起国内外的高度重视，是近年来燃气计量领域的开发热点。 二、超声波燃气表的研究与应用现状其实早在上世纪九十年代，英国、德国等国的多家燃气公司已陆续开发了超声波燃气表。受当时超声波探头、计时芯片、电子技术等的因素限制，价格还是非常高昂，无法与传统膜式燃气表竞争。进入二十世纪后，超声波燃气表的关键部件价格大大降低，迎来了超声波燃气表的快速发展。日本东京燃气公司于2003年7月开展了超声波燃气表的各种现场测试，于2005年率先安装了5000台超声波燃气表至用户家中，在2008年全面使用超声波燃气表。目前国际上的超声波燃气表技术主要来源于松下、西门子等公司，他们在超声波领域深耕多年，从流道结构、软件算法、超声波换能器及模块到整机，都有着诸多专利。虽然国内现有多家燃气表公司已开始研发超声波燃气表，但是大多数厂家还是使用松下的超声波燃气表传感器方案，也就是购买松下的电路板和超声波探测器，自己配套外壳组装成超声波燃气表。这样的模式使得国内厂家生产的超声波燃气表价格偏高，市场推广受到限制。我国燃气表产业生态已经基本建立，因此积极开展自主知识产权、可以满足燃气表规范要求的超声波气体流量传感器的技术研究，对于打破国外技术垄断、促进我国燃气表转型升级发展具有重要意义。 三、超声波燃气表用气体流量传感器核心关键（1）超声波换能器的自主研制。目前满足超声波燃气表计量要求的核心部件的超声波换能器基本都是进口，价格占总成本的40%。国产化的难点是其带宽以及高低温特性，既要保证较长的测试距离提高测试分辨率、较高灵敏度提高信噪比，还需要考虑不同温度下的测试漂移。 （2）燃气表的性能和稳定性问题。超声波燃气表由于无机械部件，理论上稳定性较传统膜式表要高很多，但膜式表在国内多年的使用中，已广泛被燃气表公司和客户接受。超声波燃气表如何在稳定性上达到燃气表公司的需求，打消燃气表公司的顾虑，是超声波燃气表迈向市场化的非常重要的一关。（3）气体污染问题。与膜式燃气表一样，由于超声波燃气表的常年运行，燃气中的粉尘或杂质会附着在超声波换能器上，影响换能器对信号的接收敏感度，从而影响燃气表测量准确度。（4）气源适应性问题。天然气密度比空气小，信号也较空气小；不同密度的气体通过超声波换能器后，其信号的波形会很不稳定。超声波信号传输会受传播介质、环境（温度、湿度、压力）以及管道内反射等各种因素影响，接收到的超声波信号通常存在着波形变化、幅值变化。因此，家用波燃气表要想进入家庭，并广泛使用，对气源的适应性是需要克服的最重要一关。 四、超声波燃气表用气体流量传感器技术特点四方光电公司自2008年开展对超声波气体传感器的研究以来，通过在超声波换能器、时间计量芯片以及时差自动计算方法、流程成分同时感知等领域取得突破，特别是在超声波氧气流量传感器、超声波沼气流量计等领域实现了规模化生产应用，具有较好的技术和产业基础。针对家用燃气表需要的超宽量程比、宽温度范围、抗污能力、脉动气流测量等特殊要求，开发成功满足超声波燃气表用的超声波气体流量传感器。（1）“L”型流道结构设计。超声波燃气表用超声波气体流量传感器采用“L”型流道设计，包括腔体、进气口、出气口及两个超声波换能器，通过将气室腔体的横截面设置为圆形，将超声波信号在第一个换能器安装孔和第二换能器安装孔之间的传播路径设置为“L”型流道，如图1所示。 图1. 燃气表用超声波气体流量传感器结构原理图传统超声波燃气表气体流量计量气室的“W”型发射流道，“V”型对射单通单流道以及“N”型对射单通单流道，都是通过超声波在流道内产生一次或多次反射而形成的路径以增加超声波声程，间接增大了换能器的有效距离，从而获得更高测量精度。但其缺点是通过反射后探测器信号较弱，信噪比降低，对换能器的要求很高。因此造成成本也较高。采用“L”型流道、圆形横截面的超声波燃气模块，克服了现有超声波燃气表气体流量计量气室管道的横截面积较大，气室体积较大，成本较高的问题，以及两个超声波换能器之间传播距离较短，降低测量结果准确性的问题。同时，还避免了被测气体中的污染物污染超声波换能器，从而影响检测结果准确性的问题。（2）用双阈值过零检测与数据选择技术。以时差法超声波气体流量计为基础，采用双阈值过零检测与数据选择算法技术，区别于超声波自动增益控制法，不对信号进行处理，通过关联幅值与飞行时间周期变化的关系，根据幅值判断飞行时间是否发生周期性变化，从实际测量得到多个结束方波脉冲对应的时间值中选择合适的结果，作为最终的飞行时间，从而精确计算气体流量。（3）自动调零算法。燃气表在温度、压力等外部因素变化条件下，对超声信号产生一定的影响，从而影响计量的时间差；此产生的时间差变化，可能只有ns级别，对高端流量几乎没影响；但对于低端流量，特别是Qmin，影响非常大，造成测量精度超过标准要求。另外，燃气表在无流量情况下的零点，可能受到超声波换能器零点的漂移影响，产生整体计量的漂移，对低端流量造成较大的影响，这是低端流量精度和稳定性超标最重要的原因。针对超声波换能器的零点漂移问题，在软件算法上，采用自动调零的处理算法，超声波燃气表采用可调整的零点，并根据超声波换能器的信号波动特点，软件上自动调整超声波燃气表的零点，保证在外部因素或内部因素作用下，超声波燃气表的零点随环境变化而适当做出调整，抵消由于零点漂移对低端流量产生的影响；同时，考虑电路整体对时间差值的影响，在软件算法上，补偿此部分对测量的影响。 五、超声波燃气表用气体流量传感器的应用基于专利的气体流量传感器硬件和软件核心技术，四方光电公司针对我国家用表以及五小工商户客户的需求，成功开发出超声波家用和商用燃气表。其核心传感器部件见图2：图2. 家用和商用超声波燃气表核心传感器部件解决核心燃气表气体流量传感器后，就可以利用以往具有的外壳、皮膜阀、电源管理等组装燃气表。图3是采用超声波核心流量传感器的G4燃气表。 图3. G4超声波燃气表(内置国产化核心流量传感器)根据燃气表的计量要求，进行了宽量程的燃气表误差特性以及耐久性实验。 图4. G4超声波燃气表典型误差曲线 图5. G4超声波燃气表耐久性误差曲线由于我国超声波燃气表的国家标准还处于征求意见稿阶段，因此借鉴了EN-14236欧洲有关“ultrasonic-domestic-gas-meters”标准进行完整的测试。除以上图示的基本试验，还进行了线性度、压损、高低温、交变湿热、耐粉尘、脉动流量等试验。试验表明基于超声波气体流量传感器核心模块的燃气表均满足燃气表的各项指标要求。作者简介熊友辉博士，教授级高工。中国科协九大代表、中国仪器仪表学会理事、分析仪器分会副理事长。主持过科技部重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网专项、湖北省重大科技专项等多项国家和省市科技项目。现任武汉四方光电科技有限公司总经理。 公司简介武汉四方光电科技有限公司是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器及物联网解决方案的国家高新技术企业，其全资子公司——四方仪器自控系统有限公司，以自主知识产权的核心传感器技术为依托，陆续推出了红外/紫外烟气分析仪、红外煤气分析仪、红外天然气热值仪、激光拉曼气体分析仪等气体成分分析仪器，并先后研制了超声波气体流量计、超声波燃气表核心传感器部件、智能超声波燃气表等燃气流量测量产品。四方光电通过了ISO9001、ISO14000、ISO18000、IATF16949等有关质量、环境、健康安全、汽车电子等体系认证，目前已与多家世界五百强企业建立长期配套合作关系。