天然氣計量自動化管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用研究

吳光

摘 要： 天然氣計量是天然氣交易過程中的重要工作內(nèi)容，在交易的過程中，需要保證計量的準(zhǔn)確性，保證交易的公平性。但是對天然氣的計量工作而言，保證計量準(zhǔn)確性十分不易。這要科學(xué)合理的計量方法，投入大量的計算科學(xué)技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)天然氣計量的自動化。

關(guān)鍵詞： 天然氣計量；自動化管理；系統(tǒng)應(yīng)用

在天然氣的貿(mào)易交接中，有很多計量天燃?xì)怏w積的方法，在計量過程中可以實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量和能量的計算。在傳統(tǒng)的天然氣計量工作中，由于計算方式缺乏系統(tǒng)性，這樣在計算過程中就容易導(dǎo)致整個計算環(huán)節(jié)出現(xiàn)數(shù)據(jù)差錯，當(dāng)數(shù)據(jù)更新不及時，就會導(dǎo)致天然氣的采集與輸出不成比例，降低了天然氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和估算準(zhǔn)確度。

時代的進(jìn)步為天然氣的計量方式帶來了發(fā)展，天然氣計量自動化管理系統(tǒng)也在應(yīng)用和研究過程中。這很大程度的提升了天然氣計量工作的準(zhǔn)確度和工作效率，讓天然氣計量工作在管理過程中發(fā)揮出更重要的作用。

一、天然氣計量的主要工作模式

我國天然氣系統(tǒng)大多采用孔板計量裝置和流量計算機(jī)來構(gòu)成自動化集成系統(tǒng)。這類系統(tǒng)在應(yīng)用過程中是為了更好的掌控天然氣計量工作中的變化因素。整個計量系統(tǒng)大致分為以下幾個部分：

（1）節(jié)流裝置部分，高級孔板閥法蘭取壓、差壓式孔板節(jié)流

（2）變送部分，對流體取靜壓、差壓、溫度數(shù)值后進(jìn)行信號的變送完成天然氣的計量。另外對計量信號進(jìn)行分析，確定輸出環(huán)節(jié)。

（3）信號隔離轉(zhuǎn)換，對計量現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，將信號轉(zhuǎn)換為I/O模板可以接收的信號

（4）介質(zhì)壓力，介質(zhì)壓力是在天然氣計量工作中需要重點(diǎn)控制的工作部分，天然氣在使用過程中受壓力和溫度因素影響，氣體體積流量在計量過程中也會出現(xiàn)變化。因此就需要在計量過程中考慮介質(zhì)壓力等因素，針對介質(zhì)壓力的變化情況矯正天然氣計量的誤差率。

二、天然氣自動化系統(tǒng)的工作原理

2.1分析判定溫度變化

在天然氣自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)持續(xù)對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，分析數(shù)據(jù)中的壓力和差壓，確立信號采集周期，之后對天然氣的流量進(jìn)行自動化計量。整個工作過程中的工作時間不超過30s，這樣就影響整個天然氣系統(tǒng)的工作準(zhǔn)確度，提升天然氣自動化控制水平同時保證計量工作的工作安全性。

2.2氣體變量的數(shù)學(xué)模型

天然氣自動化計量的計算數(shù)學(xué)模型是按照美國數(shù)學(xué)協(xié)會的第3報告和第8報告進(jìn)行計量的。在計量過程中對流標(biāo)兩種狀態(tài)條件下的相對密度、壓縮因子、超壓縮因子、單位體積的熱值進(jìn)行計量。這樣就需要對計算出的密度值和瞬時質(zhì)量流量做出統(tǒng)計，實(shí)現(xiàn)天然氣計量自動化工作系統(tǒng)的工作效果。天然氣自動計量系統(tǒng)具有較強(qiáng)的工作功能，進(jìn)行計量工作時具有儀表教研功能，自動維修清洗功能，清洗孔板期間進(jìn)行天燃?xì)獾牧髁康淖詣友a(bǔ)償和人工補(bǔ)償。

2.3計量時間和壓力值的控制

對天然氣數(shù)據(jù)進(jìn)行計量時，需要根據(jù)計算參數(shù)進(jìn)行計量操作，這樣在計量過程中，就能保證天然氣計量數(shù)據(jù)的完整性，操做人員根據(jù)實(shí)際情況修改計量參數(shù)，保證天然氣工作中的溫度和壓力值符合標(biāo)準(zhǔn)，在固定的時間內(nèi)自動顯示儲存數(shù)據(jù)，錄取每天的天然氣趨勢工作圖。系統(tǒng)中的報表機(jī)在工作過程中可以自動打印各個時間段的報表，這樣有助于更好的了解天然氣的流量情況，可以根據(jù)各個時間段的數(shù)據(jù)變化記錄相關(guān)的曲線。

三、影響天然氣自動計量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的主要因素

3.1計量裝置對自動計量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的影響

調(diào)查研究數(shù)據(jù)表明，孔板流量計在使用過程中具有較高的使用性，在流經(jīng)前置直管段具有比較理想的計量效果，當(dāng)流體達(dá)到一定狀態(tài)時，工作準(zhǔn)確度可以達(dá)到0.75級。

但在目前的計量系統(tǒng)中，計量裝置在使用過程中容易出現(xiàn)計量問題，造成節(jié)流誤差的出現(xiàn)。主要誤差因素有孔板版面受損，液體及固體污染物在版面堆積，造成整個版面出現(xiàn)凹凸不平的狀況。

3.2計量孔板流量誤差因素

在天然氣中的孔板流量計算過程中，孔板邊緣容易出現(xiàn)局部細(xì)小傷痕，這樣就造成整個計量過程中出現(xiàn)工作誤差，影響計量系統(tǒng)的整體精度。另外對孔板進(jìn)行測量統(tǒng)計時，需要分析孔板投入使用時的工作數(shù)據(jù)，測試計量準(zhǔn)確度時，數(shù)值可達(dá)到1%，但持續(xù)運(yùn)行兩個月后，整體計量精確度會下降兩個百分點(diǎn)，甚至造成工作中更大的工作誤差。

3.2A/D轉(zhuǎn)換影響

在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換過程中，通常采用12位數(shù)字轉(zhuǎn)換法控制轉(zhuǎn)換精度，另外A/D轉(zhuǎn)換模塊雖然具有自動校對功能，但是對天然氣進(jìn)行自動計量時，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的計量精度。這時就可能在檢測過程中帶來計量誤差。需要通過對組態(tài)程序的調(diào)試，對計量工作系統(tǒng)進(jìn)行校對，計量過程中分析計量檢測環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的工作變量。

四、天然氣自動系統(tǒng)的應(yīng)用研究分析

4.1流量計

流量計是常見的天然氣計量裝置，常見的流量計包括速度式流量計和渦輪流量計。用來記錄天然氣的流動速度，根據(jù)速度和時間確定天然氣的流量。最終在流量計的表盤上記錄流量，根據(jù)溫度壓力等因素，準(zhǔn)確核算天然氣在某一狀態(tài)下的流動速度。

4.2容積計算

容積計算也是天然氣流量計算的重要方式之一，計算流量由容積式流量計完成計算操作。在計算過程中進(jìn)行容積切割，再計算被切割空間內(nèi)部的流量分布值。根據(jù)轉(zhuǎn)動次數(shù)，計算排出體積數(shù)量，得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)對天然氣自動化管理系統(tǒng)的統(tǒng)計效果。

結(jié)束語：天然氣計量的自動化時未來氣流量計量的發(fā)展主題，計量過程中將計量理論和計量標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合。目的是在氣田計量管理工作過程中，提高氣田的實(shí)際生產(chǎn)效率。天然氣的自動計量系統(tǒng)也會結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)和先進(jìn)的通信技術(shù)進(jìn)行完善，在未來形成更合適的天然氣計量系統(tǒng)工作管理發(fā)展體系。endprint