摘要：目前，多數(shù)的孔板流量計已經(jīng)實現(xiàn)了計算機(jī)流量系統(tǒng)的自動計量，但天然氣孔板流量計量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性無法驗證。針對這一問題，天然氣集輸過程中孔板流量計智能系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，保證能耗計算數(shù)據(jù)的可靠性，為企業(yè)的節(jié)能減排提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
1孔板流量計現(xiàn)狀
天然氣作為流動的氣體，其流量值是間接測量得出的。其測量值的準(zhǔn)確程度直接取決于所使用的計量設(shè)備及設(shè)備的整體安裝和使用。目前，我國天然氣計量可選用的流量計類型達(dá)到七八種以上，但在天然氣輸氣管網(wǎng)中使用的中高壓、大口徑流量計主要有超聲、渦輪流量計和孔板等。其中，孔板流量計因為結(jié)構(gòu)簡單、投資少、計量精度較高，成為我國天然氣傳輸過程中最主要的計量方式，在全國各大油田均有應(yīng)用。在大慶油田，天然氣的儲運(yùn)傳輸過程中主要應(yīng)用孔板流量計�？装辶髁坑嬘嬃抗ぷ魇谴髴c油田天然氣企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理中的一項重要技術(shù)基礎(chǔ)工作，是大慶油田的天然氣勘探開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營的重要依據(jù)；也是企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營管理、計算和考核各類設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，制定或調(diào)整遠(yuǎn)景規(guī)劃及年度規(guī)劃方面不可缺少的數(shù)據(jù)。
隨著科技發(fā)展和自動化水平的提高，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到了油田生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)。大慶油田為了保證天然氣計量的準(zhǔn)確性，減少天然氣輸送計量誤差，大量引入了天然氣計算機(jī)智能計量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含現(xiàn)場使用的孔板流量計和處理該數(shù)據(jù)所使用的計算機(jī)系統(tǒng)。傳統(tǒng)孔板流量計檢定、校準(zhǔn)的方法一般都是安裝前對孔板流量計進(jìn)行檢定，而安裝后由于現(xiàn)場條件限制，不進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)。眾所周知，孔板流量計對安裝有很高的要求，不按照標(biāo)準(zhǔn)安裝的孔板流量計誤差非常大，特別是引進(jìn)了孔板流量計計算機(jī)系統(tǒng)，其壓力、溫度、差壓等變送器信號在傳輸過程中產(chǎn)生的電信號漂移，都可以對最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大的影響，使系統(tǒng)安裝使用后的計量準(zhǔn)確性問題一直沒有得到相關(guān)數(shù)據(jù)的驗證。為了給油田相關(guān)企業(yè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，為天然氣生產(chǎn)和銷售等相關(guān)單位提供準(zhǔn)確的能耗數(shù)據(jù)，大慶油田計量檢定測試所提出了天然氣孔板流量計在線實時校準(zhǔn)方法。
2特點(diǎn)
新開發(fā)了天然氣在線實時校準(zhǔn)技術(shù)，其工作原理是：通過研發(fā)一套多路過程智能校驗裝置對天然氣系統(tǒng)的壓力、壓差、溫度等參數(shù)實現(xiàn)實時測量，對天然氣的組分、天然氣輸送管道的材質(zhì)等數(shù)據(jù)分析計算，從而實現(xiàn)天然氣計量的在線實時檢定。圖1為天然氣流量智能校驗裝置結(jié)構(gòu)。如圖所示，實驗平臺一共分為三層，從上到下分別是工控機(jī)、信號調(diào)理板和接線盒，分別通過帶有BNC接口的導(dǎo)線相連接。整個工控機(jī)集成了控制器、多功能數(shù)據(jù)采集卡、便攜式觸摸屏和便攜式鍵盤，在外部體積上減少了空間，有利于天然氣計量的現(xiàn)場校準(zhǔn)。其中多功能數(shù)據(jù)采集卡可以分別作為外部差壓、壓力和溫度信號的輸入端，將接線盒與電流轉(zhuǎn)電壓信號板相連接，因此能夠得到外部信號的電壓信號，最終送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過相應(yīng)軟件后臺計算出天然氣的具體流量。
天然氣孔板流量的在線實時校準(zhǔn)，主要分為瞬時量和累計量的計量兩個方面，累積量計算是否準(zhǔn)確，是以瞬時量計算準(zhǔn)確性為前提的，在累計量計量中，計量時鐘必須準(zhǔn)確，即瞬時量和計量時鐘二者缺一不可。瞬時量計算精度校準(zhǔn)是依據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)的算法比對，用多路過程智能校驗裝置采用天然氣流量智能校驗系統(tǒng)靜態(tài)測量的結(jié)果與GB/T21446—2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量》附錄中所提供天然氣流量計算實例結(jié)果對比[1]，分析軟件計算結(jié)果的精度。在所有已知條件相同的情況下，靜態(tài)測量實驗結(jié)果見表1。
靜態(tài)測量實驗結(jié)果驗證了多路過程智能校驗裝置設(shè)計的正確性，符合GB/T21446—2008《用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量》的要求。
時鐘的準(zhǔn)確性必須通過長時間時鐘的累積來驗證準(zhǔn)確性。天然氣流量計算機(jī)（HC601）采用系統(tǒng)的硬件時鐘中斷來獲得，不受系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷的影響，每秒累積一次，非常精準(zhǔn)，因此能夠保證積累的準(zhǔn)確性。天然氣的靜態(tài)測量結(jié)果的正確性和時鐘準(zhǔn)確性，通過多路過程智能校驗裝置可以滿足天然氣的動態(tài)計量基礎(chǔ)，實現(xiàn)天然氣孔板流量計計量系統(tǒng)現(xiàn)場在線校準(zhǔn)。
3現(xiàn)場應(yīng)用
對某天然氣公司進(jìn)行現(xiàn)場測試，在測試中發(fā)現(xiàn)某些孔板流量計算機(jī)系統(tǒng)靜態(tài)計量存在偏差較大，天然氣供應(yīng)單位一直同天然氣使用單位存在計量糾紛。經(jīng)過在線實時檢定，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)顯示的瞬時量計量和累計量計量都和標(biāo)準(zhǔn)存在誤差，經(jīng)過校準(zhǔn)問題得到了解決。測試數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)對比見表2。
針對測試數(shù)據(jù)，按照某單位每年實際輸送300天計算，其每年少計量的天然氣量為19152m3。經(jīng)過對現(xiàn)場設(shè)備重新校準(zhǔn)調(diào)試，為企業(yè)的節(jié)能減排提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
4結(jié)論
天然氣孔板流量計在在線檢定校準(zhǔn)項目的開展能為天然氣生產(chǎn)及相關(guān)企業(yè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，必將在天然氣生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮重大作用。
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