天然气自动计量在配气站的应用

只实践·经PRACTICE· EXPERIENCE天然气自动计量在配气站的应用孙玉苹(东营市计量测试检定所,山东东营257091)摘要]文章针对天然气计量影响因素比较繁多的具体情况,探讨了自动计量的必要与优势,也分析了存在的问题认为天然气自动计量是目前天然气计量的优选方式,同时要正视孔板计量这种传统计量方式给我们带来很多不利因素,尽快实施“计量系数交接法”,使我们的计量水平更上一个新台阶。[关键词]天然气;计量;应用在天然气集输过程中,配气站是天然气外输的最采用C语言编制数据采集和流量计算程序,但由于自终环节,配气站的天然气计量至关重要,计量准确与编软件的认可问题遇到很多困难,该系统也未在交接否不但影响天然气供需双方的经济利益,而且影响计计量上使用。通过多次试验和对比,我们采用了以下量交接、气量结算。由于天然气计量的难度远远高于比较成熟的流量计算系统,其主要部件如下:液体计量,计量结果的影响因素也非常繁多,因此,2.1三合一变送器采用高准确度的自动计量是供需双方的迫切要求,也采用美国 ROSEMOUNT公司生产的三合一式多是计量技术新发展的迫切需要。变量智能变送器,它将压阻式绝压传感器和电容式1自动计量的基本原理及组成差压传感器和四线制RTD温度模块合为一体,传感目前,我国天然气计量执行SYT6143-196器的电子电路将过程变量直接转化为数字量,可在《天然气流量的标准孔板计量方法》,过去,天然气计传感器内进行修正和补偿。此变送器可同时采集静量广泛采用标准孔板节流装置配双波纹差压计模式。压、差压和温度三个参数,并支持HART协议,可其测量过程是由节流装置产生与流量相对应的差压信随时对其进行校验或校准,并可根据需要对量程进号,通过导压管将孔板上下两侧的静压和差压信号分行调节。别传送到双波纹管差压计的高低压室,由两只表笔在2.2流量计算机开方卡片上绘制两条静、差压曲线。用径向方根求积目前,国外有不少专用于天然气流量计算的集成仪求取平均后,通过计算公式,手工计算天然气流设备,都是通过采集的压力、差压、温度和密度计算量,这种计算方法不但计量误差大,人为因素多,出瞬时流量和累计流量,只是存在功能的多少和强弱而且故障频繁,管理难度大。随着计量测试技术的之分。河口配气站采用的是美国 ROSEMOUNT公司生迅猛发展,计算机技术的广泛应用,天然气自动计产的R0C407 FLOBOSS产品,它是由采集、处理、存量成为了可能,采用差压、压力变送器代替了双波储、通讯四个模块组成。①采集模块:接收数字信纹管差压计,热电阻温度变送器代替了玻璃棒温度号,可在1s中内采集四组计量点传来的压力、差压计,色谱仪代替了取样分析,用计算机代替了手工温度信号,当连接数少于四组时,采集时间更短。计算,从而从整体上实现了天然气流量计量的全过②处理模块:由CPU处理器将采集到的数据根据内置程自动计量。的天然气流量算法和密度算法,计算出各组计量点的2自动计量在配气站的应用瞬时流量和累计流量。③存储模块:由一块RAM和自动计量在配气站的应用有三种模式:单片机简块ROM组成,其中ROM是只读存储器,存储有国单系统、工控机自编软件系统、流量计算机系统,这际通用的天然气流量计算方法和天然气压缩因子计算也是我们过去所经历的三次变革:20世纪80年代初,方法;RAM是随机存储器,由外接电源或自带钮扣我们采用了单片机计量系统,由于系统稳定性差、多电池供电,存储各组计量点的瞬时压力、差压、温种修正系数采用定值而带来的计量误差太大,该系统度、流量及累计流量和天然气组分、密度。④通讯模没能真正投入使用。随后,我们改为采用了工控机自块:提供RS232和RS485通讯接口各一组,可与上位编软件系统,采用1151变送器和热电阻温度变送器,机进行数据通讯。[收稿日期]2009-02-20PRACTICE· EXPERIENCE实践·经验2.3在线色谱仪3)节流装置取压孔问题:我们在计量不断求精天然气密度是计量参数中很重要的一个,密度如的过程中,发现目前的孔板计量中有一个影响因素被果相差1%,天然气流量将相差0.5%。为了准确计大家忽略:在一次计量内部纠纷的处理过程中,我们量,我们在配气站安装了美国千得乐公司2920型详细检查了该单位的节流装置,发现孔板厚度比一般BTU在线色谱仪。该仪器露天安装,不需要分析小的孔板要厚得多,接近标准规定的最大值,孔板阀的屋,系统稳定性好,通过切换阀可周期性对6路天然前后取压孔位置也不符合标准,从而造成取压信号不气样进行分析测试,使用氦气作为载气,运行成本标准。说明了取压孔的位置前后不标准也是影响计量低,特别适用于小型配气站自动计量的需要。结果的因素之2.4上位机软件及信号传输(4)计量管弯头问题:计量标准规定的最短直管上位机使用IPC610工控机,显示器使用段长度,在现场实际中一般很难满足,特别是由于输PHILIPS50cm彩色显示器,组态软件使用 intech气工艺的原因,在计量装置的上游,往往有多个弯7.0。软件系统自1996年在中原油田柳屯配气站头,气流在计量前不能充分发展,造成计量严重偏建成投产以来,经过多次现场调试和整改,目前运低,而这部分的气量仍是无法补偿的。行正常,能较好地满足油田天然气计量管理需要。除以上几点外,平衡阀内漏、导压管漏气、油水其特点是在孔板前或后沉积、B比过大或过小、脉动流等等都(1)自动计量系统自从引进了国外的流量计算可能造成计量不准确,这些问题自动计量不能予以很机,避免了人工编制开发软件程序,用户信任度好的、定量的解决。4解决问题的办法(2)在集配气站系统中运行可靠,故障率低,使4.1严格按标准要求进行计量现场值班人员的操作、维护以及资料录取工作大量的我们不能简单地把双波纹管差压计进行自动计量减少;改造就认为实现准确计量了,而是必须对原有的计量(3)微机画面实时监测、报警,可及时发现生产装置进行剖析,查找有没有使计量偏低或偏高的原过程中遇到的工艺、计量等故障现象,缩短了调配气因,从硬件上把问题解决,例如加强油水分离,气流量和处理事故的时间,提高了现场的管理能力;脉动的处理,对气质较脏的场合在计量之前加装过滤(4)数据远传功能使上级管理部门能随时掌握了器,加装整流器等,不然将会给供方造成严重的经济解生产动态,及时调节气量,提高系统工作效率。损失。3自动计量存在的问题4.2采用实流检定天然气自动计量只是二次仪表的自动计量,并没目前国家正在制定《天然气计量系统技术要求》有解决节流装置的准确计量问题,在国内天然气的整国家标准,这个标准实施后,将对天然气计量产生很体计量水平比国外低的情况下,采用自动计量仍需考大的影响,对于以上问题解决的根本办法就是实流检虑以下问题:定或校准,将计量装置和自动计量系统整体与天然气(1)孔板锐利度问题:由于国内孔板材质较差,标准装置(如音速喷嘴、气涡轮等)串联,进行不同孔板只是在最初使用时才可能符合标准要求,使用一流量点测试,检定结果得出流量计系数。日常计量交段时间后孔板的入口边缘的磨损加剧,在孔板的上下接就可以在实际流量计量结果上乘以流量计系数Fn游产生的差压减少,使流量计算的结果比实际流量偏得到准确的计量结果,从而能使天然气计量准确度大小,而采用流量计算机不能使用锐利度修正系数补偿幅度提高这部分气量。4.3统一制定天然气流量计算软件包(2)管道粗糙的问题:在计量标准中规定节流装目前天然气流量计算方法很多,开发软件的单位置的前后直管段必需是光管,但现场施工时往往采用也很多,标准不一,公式不一,修正系数取值也不统的是无缝钢管代替了光管,一开始就达不到标准要,造成计量软件的认可困难,急需要国家或行业在求,使用一段时间后,管线磨损加剧,特别在管道含制定标准的同时开发标准统一的计算程序和软件包硫,二氧化碳等腐蚀介质时,管道粗糙度更加偏离,便于各个用户的软件测试和比对。计量管粗糙与否对计量结果影响是相当大的,而这部[编辑:薛敏」分量差在流量计算机中也是不能得到补偿的工业计量2009年增刊1