现代天然气自动计量管理系统探究

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摘 要：随着现代科学技术的进步和社会的发展，传统的测量系统已不能适应现代社会的发展和现代计量要求的需要，特别是传统计量系统存在产生误差的因素多、管理和使用不便等不足，限制了它的发展和应用。因此，推广使用新型的天然气微机自动计量系统显得极为重要。

关键词：天然气；计量；问题；对策

天然气微机自动计量系统具有更高的测量准确度；它克服了以往流量计采用平均值法计算流量所带来的误差，使流量计算更准确；它避免了双波纹管所存在的一些人为因素的影响；其自动化程度高，功能多，操作简便，节省人力的优点，是一般智能流量计不能具备的。由于天然气微机自动计量系统具有一般的智能流量计所不能具备的优越性。

1 天然气计量的现状

天然气是一种高效、 清洁燃料和优质化工原料，天然气流量计量已经成为天然气工业发展的重要制约因素，是天然气使用中必须解决的一个重要问题。流量计量既是天然气供需双方贸易结算的依据，又是生产部门用气效率的障眼法技术指标。在企业生产和经营管理中流量计量是一项日常进行的重要的技术基础工作。天然气的准确计量不但能公平的贸易结算，而且能改进生产工艺，提高产品质量，降低产品生产成本，确保安全生产，提高经济效益和社会效益。

2 目前天然气计量中存在的问题及产生的原因

我国制定了天然气行业标准《天然气流量的标准孔板计量方法》（SY/6143-1996），规定标准孔板的结构形式、技术要求、节流装置的取压方式、使用方法以及流量计算及其不确定度方面的资料，为天然气流量计量提供了标准依据。但孔板流量计在天然气流量计量中还存在不少问题。

（1）仪器本身产生的误差

a.孔板入口直角锐利度。b.管径尺寸与计算不符。c.孔板厚度误差。d.节流件附件产生台阶、偏心。e.孔板上游端面平度。f.环室尺寸产生台阶、偏心。g.取压位置。h.焊接、焊缝突出。i.取压孔加工不规范或堵塞。j.节流件不同轴度。

（2（安装误差管线布置的偏离，管线布置的偏离造成的安装误差是普遍性的，其产生的主要原因是现场不能满足直管段要求的长度。

（3）工艺的影响

a.孔板弯曲（变形）。b.上游测量管沉积脏物。c.上游端面沉积脏物。d.孔板入口直角边缘变钝，破损。e.雷诺数范围不符合标准规定。f.管道粗糙度影响，管道粗糙度增加，管道粗糙度变化不定。

3 自动计量系统介绍

3.1 系统功能

（1）动态画面显示、窗口操作、参数设置方便。（2）可实时采集、显示天然气的瞬时流量、温度、压力、差压参数以及当日流量、昨日流量、本月流量、上月流量。（3）可查看温度、压力、差压的实时趋势图、并可打印历史趋势图。（4）可浏览、打印生产综合报表，包括各站控系统的数据、高度信息和报警事故信息。（5）实行用户权限管理，不同的操作人员可具有不同权限。（6）可对系统硬件进行自检。（7）计算机关闭时，系统照样可以进行计量。（8）具有标准通信接口，支持 NetBIOS，TCP/IP协议。

3.2 计量原理

本系统采用美国Fisher-RoseMount公司的ROC407控制器（或Floboss 103）和多变量变送器对外输气进行计量。天然气的压力，温度的热电阻信号和天然气流过孔板形成的差压信号由多变量变送器通过RS485协议数字信号远传至ROC407控制器，控制器采用AGA3或AGA8标准对天然气进行计量。各种与计量有关的参数由上位机进行设置，并传送至ROC407（或Floboss103）和多变量变送器。

3.3 自动计量系统特点

该系统一次仪表多变量变送器的精度为±0.075%，温度传感器的误差为A级。天然气的进、出口节流装置均为高级孔板阀，使更换、清洗孔板更为容易、简便。计量点采用标准计量直管段，使计量系统的计量准确度得到提高。为消除冬季天然气中含水蒸汽及其他游离液体冻堵多变量变送器的导压管而产生误差，在高级孔板阀根部和导压管之间增设了分离器。计量点采用标准计量直管段，使计量系统的计量准确度高，并导压使管里的集液不能滞留在导压管内和仪表的正负压室。从根本上消除了因此而产生的计量误差，为确保计量系统流量计算准确、运行正常、传输数据无误，即使在事故状态下亦不能影响天然气的正常计量，在技术上采取了智能长延时UPS作为后备电源、抗雷击电源保护装置，网络打印机等。微机自动计量系统尽量地减少了人为因素。在记录数据和计算流量时都避免了人为干扰。

4 超声波流量计

气体超声流量计是安装在流动气体管道上，通过检测气体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量气体体积流量的仪表。随着我国长距离大口径输气管道的建设和发展，气体超声波流量计因其计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等优于传统型流量计的特点，逐渐在我国天然气管道计量中普及起来。

超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。

超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，另外，鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其他仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点，从20世纪90年代开始在天然气工业中得到应用，其优异特性已引起了重视，但它只适用于中大口径，且价格昂贵。另外，超声波流量计需要定期校验，对于偏远地区的用户安装和运输成为限制超声波流量计使用的原因。

5 结束语

自动计量系统最大优越性还体现在可实现数据远传和远程监控。远程终端装置站控系统进行各站场的工艺运行、计量参数、安全监视和控制，并将站场、管线的关键运行参数通过卫星、微波或光纤等通信方式将数据传送至高度控制中心计算机系统，并接受中心主机的操作指令，完成关键设备的过程控制。解决了传统标准孔板节流装置配合双波纹管差压计的流量计量，需要一系列的人工用积算仪对记录卡片曲线求积，以及繁琐的数据计算问题，减轻了计量操作人员的劳动强度，提高了效率。对天然气产销厂来说，能准确计量天然气流量、减少企业之间的计量纠纷，具有一定的经济效益和社会效益。

参考文献

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