閥式孔板流量計在天然氣流量測量中的應(yīng)用

于國軍

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

閥式孔板流量計在天然氣流量測量中的應(yīng)用

于國軍

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

閥式孔板流量計實現(xiàn)了變送器與流量的一體化而自成計量系統(tǒng)，不僅自帶數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)瞬時參數(shù)和流量的顯示及累計流量和歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)，而且可以通過現(xiàn)場總線與上位機連接，利用MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在上位機上實行二次數(shù)據(jù)處理，組成的計量系統(tǒng)更加靈活可靠。

天然氣；閥式節(jié)流裝置；計量；測控系統(tǒng)

某石化公司煉油廠多年來一直無總表計量，始終以3路天然氣之和進行監(jiān)督結(jié)算，致使天然氣進廠量計量誤差較大［1］。為提高天然氣進廠量的計量精度，在天然氣總管線上增加流量、溫壓補償計量系統(tǒng)，為天然氣計量結(jié)算提供準(zhǔn)確的計量數(shù)據(jù)。該計量系統(tǒng)投用后，進廠總管天然氣流量、溫度和壓力數(shù)據(jù)將集中采集到控制室內(nèi)的DCS系統(tǒng)并實時進行溫壓補償，可以實時監(jiān)控計量參數(shù)的變化，減少計量糾紛。

1 控制方案和控制要求

1.1 控制方案

在天然氣管線上安裝閥式孔板節(jié)流裝置、壓力變送器、熱電偶分別測量差壓、壓力、溫度，3路信號均為4～20 mA信號通過信號分配器進入天然氣計量測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以分別對體積流量、質(zhì)量流量的各瞬時流量、累計流量進行選定并進行瞬時流量的顯示、累計流量的存儲，可對選定流量進行定時打印。通過計算機軟件在監(jiān)控計算機上顯示動態(tài)工藝流程圖、歷史數(shù)據(jù)曲線、報警狀態(tài)圖及天然氣的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。并可自動或手動輸入修改天然氣氣質(zhì)和物性數(shù)據(jù)、相對密度、測量管內(nèi)徑、壓力、差壓、溫度的儀表量程、時鐘數(shù)據(jù)及通訊參數(shù)，MES數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過RS485與監(jiān)控計算機相連，對數(shù)據(jù)進行遠傳并實時監(jiān)控［2］。

1.2 控制要求

（1）系統(tǒng)的I/O卡件具有光電隔離功能。（2）系統(tǒng)準(zhǔn)確度等級為0.1%。

（3）系統(tǒng)掃描時間、系統(tǒng)掃描周期不可以超過0.5 s。

（4）計量測控系統(tǒng)具有溫壓補償運算功能。

（5）通過計算機軟件在監(jiān)控計算機上顯示（瞬時的計量數(shù)值顯示）、累計功能，歷史數(shù)據(jù)和趨勢顯示60 d以上，可隨時查詢功能，可人工選時形成定點結(jié)算報表保存在硬盤中，計量流程圖顯示功能，改變參數(shù)或操作記錄功能，報警功能。

（6）系統(tǒng)設(shè)有操作權(quán)限，具有分級密碼保護功能。

（7）模塊具有RS422/RS485數(shù)據(jù)連接口和MODBUS通訊協(xié)議，監(jiān)控計算機具有OPC通訊借口，系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能和故障診斷功能。

（8）適應(yīng)車間和分廠數(shù)據(jù)管理的需要，編制相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表。

2 閥式孔板流量計的應(yīng)用

（1）閥式孔板節(jié)流裝置的設(shè)計符合GB/ T2624-94、SY/T6143-2004、ISO 5167-1、AGA Report No.3等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。用于制造閥式孔板節(jié)流裝置的材料符合SY/T 0599、NACE MR0175等標(biāo)準(zhǔn)［3，4］。

（2）高級閥式孔板節(jié)流裝置設(shè)有上、下密封腔，以及特殊的滑閥部件，不用旁設(shè)附加管線，不需拆卸管道，不需停止介質(zhì)輸送，即可實施檢查或更換孔板，操作快捷、方便，裝置密封可靠。

（3）高級閥式孔板節(jié)流裝置上、下腔間的密封副采用具有自潔功能的全硬密封結(jié)構(gòu)。閥板和閥座均采用不銹鋼材料（用于高含硫介質(zhì)時，還要堆焊硬質(zhì)合金），并設(shè)有注脂輔助密封結(jié)構(gòu)，閥板在彈性件和介質(zhì)壓力的雙重作用下，始終緊貼閥座密封面，有效防止閥座、閥板密封面上污物的沉淀和結(jié)垢，內(nèi)部密封件的性能能滿足現(xiàn)場的使用要求，裝置為零泄漏。

（4）閥式孔板節(jié)流裝置配套直管段與用戶工藝管線管徑相同，通道經(jīng)過精確加工后，表面粗糙度和尺寸精度高于GB/T2624、ISO 5167-1等標(biāo)準(zhǔn)的要求［5］。

（5）按要求配套提供配對的法蘭和墊片、螺栓、螺母、墊圈等緊固件，法蘭標(biāo)準(zhǔn)采用JB/ T82.2-94或按業(yè)主要求的任意標(biāo)準(zhǔn)，材料為20鋼或業(yè)主要求的材料，焊接端加工有30°的坡口和1/16的鈍邊，并且，焊接端尺寸和厚度與管道尺寸一致，可保證與用戶工藝管線可靠焊接，安全工作。

（6）高級和普通閥式孔板節(jié)流裝置設(shè)計、加工精度高，孔板的安裝定位采用專利結(jié)構(gòu)，有嚴(yán)格可靠的安裝精度，計量精度可達±0.5%。該專利結(jié)構(gòu)的特點是定位面采用上定位和側(cè)定位結(jié)構(gòu)，避免了常規(guī)的下定位由于裝置下腔積污而造成的定位差。同時，該結(jié)構(gòu)的定位面與裝置通道面的加工是一次裝夾加工而成，避免了定位面加工的積累誤差對孔板在裝置中的定位的影響。

（7）用于孔板密封的密封膠圈，選用航空橡膠，整體壓制而成，用于含硫介質(zhì)的氟橡膠耐腐蝕、抗老化、磨損小，工作溫度-40～250℃，能適應(yīng)含H2S、CO2、Cl-天然氣、凈化天然氣、人工煤氣、輕烴、凝析油等介質(zhì)條件。

（8）閥式孔板節(jié)流裝置均配有材料為不銹鋼的排污閥、取壓閥，取壓閥連接螺紋為R1/2或1/2NPT。高級閥式孔板節(jié)流裝置還帶有不銹鋼放空閥、平衡閥。

（9）閥式孔板節(jié)流裝置孔板導(dǎo)板等部分內(nèi)件和部分暴露件表面均作特種Ni-P合金催化處理，具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐磨性、抗折性和抗沖擊性，表面硬度不低于HV600，工作溫度為-196～850℃。能有效的防止零部件銹蝕，使孔板的提升靈活無卡滯。

3 結(jié)束語

該計量測控系統(tǒng)計量數(shù)據(jù)平穩(wěn)準(zhǔn)確，有效地解決了貿(mào)易交接之間的糾紛。數(shù)據(jù)報表在線定時打印，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對各種參數(shù)進行實時跟蹤，減少現(xiàn)場設(shè)備由于巡檢不到位而造成的故障，避免由此而引起的數(shù)據(jù)丟失。

［1］中國石油天然氣集團公司.SY/T6143-2004用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004：9-12.

［2］潘丕武.天然氣計量技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2013：39-42.

［3］蔡武昌.流量測量方法和儀表的選用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：18-21.

［4］程偉.天然氣自動化計量系統(tǒng)的應(yīng)用探討［J］.天然氣工業(yè)，2004（10）：136-138.

［5］中國石油天然氣集團公司.GB/T18603-2014天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：9-12.

Application of valve-type orifice flowmeter in natural gas flow measurement

Yu Guojun
（Oil Refinery of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163711，China）

Valve-type orifice flowmeter realized the integration of transmitter and flow and so formed its own metering system,not only its built-in database can realize transient indication of parameters and flow and the representation of cumulative flow and historical data,but also can connect with the upper computer through the fieldbus,use MES data acquisition system to implement secondary data treatment on the upper computer,and the formed metering system is more flexible and reliable.

natural gas;valve-type throttling device;metering;measurement and control system

TH814

B

1671-4962（2017）04-0036-02

2017-04-25

于國軍，男，工程師，2004年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)自動化專業(yè)，現(xiàn)從事天然氣計量管理工作