天然氣計(jì)量自動(dòng)化管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用研究

1、    天然氣計(jì)量自動(dòng)化管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用研究    吳光摘 要： 天然氣計(jì)量是天然氣交易過(guò)程中的重要工作內(nèi)容，在交易的過(guò)程中，需要保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，保證交易的公平性。但是對(duì)天然氣的計(jì)量工作而言，保證計(jì)量準(zhǔn)確性十分不易。這要科學(xué)合理的計(jì)量方法，投入大量的計(jì)算科學(xué)技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)天然氣計(jì)量的自動(dòng)化。關(guān)鍵詞： 天然氣計(jì)量；自動(dòng)化管理；系統(tǒng)應(yīng)用在天然氣的貿(mào)易交接中，有很多計(jì)量天燃?xì)怏w積的方法，在計(jì)量過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量和能量的計(jì)算。在傳統(tǒng)的天然氣計(jì)量工作中，由于計(jì)算方式缺乏系統(tǒng)性，這樣在計(jì)算過(guò)程中就容易導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算環(huán)節(jié)出現(xiàn)數(shù)據(jù)差錯(cuò)，當(dāng)數(shù)據(jù)更新不及時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致天然

2、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(shí)代的進(jìn)步為天然氣的計(jì)量方式帶來(lái)了發(fā)展，天然氣計(jì)量自動(dòng)化管理系統(tǒng)也在應(yīng)用和研究過(guò)程中。這很大程度的提升了天然氣計(jì)量工作的準(zhǔn)確度和工作效率，讓天然氣計(jì)量工作在管理過(guò)程中發(fā)揮出更重要的作用。一、天然氣計(jì)量的主要工作模式我國(guó)天然氣系統(tǒng)大多采用孔板計(jì)量裝置和流量計(jì)算機(jī)來(lái)構(gòu)成自動(dòng)化集成系統(tǒng)。這類系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中是為了更好的掌控天然氣計(jì)量工作中的變化因素。整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)大致分為以下幾個(gè)部分：（1）節(jié)流裝置部分，高級(jí)孔板閥法蘭取壓、差壓式孔板節(jié)流（2）變送部分，對(duì)流體取靜壓、差壓、溫度數(shù)值后進(jìn)行信號(hào)的變送完成天然氣的計(jì)量。另外對(duì)計(jì)量信號(hào)進(jìn)行分析，

3、確定輸出環(huán)節(jié)。（3）信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換，對(duì)計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為i/o模板可以接收的信號(hào)（4）介質(zhì)壓力，介質(zhì)壓力是在天然氣計(jì)量工作中需要重點(diǎn)控制的工作部分，天然氣在使用過(guò)程中受壓力和溫度因素影響，氣體體積流量在計(jì)量過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)變化。因此就需要在計(jì)量過(guò)程中考慮介質(zhì)壓力等因素，針對(duì)介質(zhì)壓力的變化情況矯正天然氣計(jì)量的誤差率。二、天然氣自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)持續(xù)對(duì)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(hào)采集周期，之后對(duì)天然氣的流量進(jìn)行自動(dòng)化計(jì)量。整個(gè)工作過(guò)程中的工作時(shí)間不超過(guò)30s，這樣就影響整個(gè)天然氣系統(tǒng)的工作準(zhǔn)確度，提升天然氣

4、自動(dòng)化控制水平同時(shí)保證計(jì)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(dòng)化計(jì)量的計(jì)算數(shù)學(xué)模型是按照美國(guó)數(shù)學(xué)協(xié)會(huì)的第3報(bào)告和第8報(bào)告進(jìn)行計(jì)量的。在計(jì)量過(guò)程中對(duì)流標(biāo)兩種狀態(tài)條件下的相對(duì)密度、壓縮因子、超壓縮因子、單位體積的熱值進(jìn)行計(jì)量。這樣就需要對(duì)計(jì)算出的密度值和瞬時(shí)質(zhì)量流量做出統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)天然氣計(jì)量自動(dòng)化工作系統(tǒng)的工作效果。天然氣自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)具有較強(qiáng)的工作功能，進(jìn)行計(jì)量工作時(shí)具有儀表教研功能，自動(dòng)維修清洗功能，清洗孔板期間進(jìn)行天燃?xì)獾牧髁康淖詣?dòng)補(bǔ)償和人工補(bǔ)償。2.3計(jì)量時(shí)間和壓力值的控制對(duì)天然氣數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量時(shí)，需要根據(jù)計(jì)算參數(shù)進(jìn)行計(jì)量操作，這樣在計(jì)量過(guò)程中，就能保證天然氣計(jì)量數(shù)據(jù)的完整性，操

5、做人員根據(jù)實(shí)際情況修改計(jì)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(shí)間內(nèi)自動(dòng)顯示儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，錄取每天的天然氣趨勢(shì)工作圖。系統(tǒng)中的報(bào)表機(jī)在工作過(guò)程中可以自動(dòng)打印各個(gè)時(shí)間段的報(bào)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(gè)時(shí)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(dòng)計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的主要因素3.1計(jì)量裝置對(duì)自動(dòng)計(jì)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(jì)在使用過(guò)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(jì)量效果，當(dāng)流體達(dá)到一定狀態(tài)時(shí)，工作準(zhǔn)確度可以達(dá)到0.75級(jí)。但在目前的計(jì)量系統(tǒng)中，計(jì)量裝置在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)計(jì)量問(wèn)題，造成節(jié)流誤差的出現(xiàn)。主要誤差因素有孔板

6、版面受損，液體及固體污染物在版面堆積，造成整個(gè)版面出現(xiàn)凹凸不平的狀況。3.2計(jì)量孔板流量誤差因素在天然氣中的孔板流量計(jì)算過(guò)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(gè)計(jì)量過(guò)程中出現(xiàn)工作誤差，影響計(jì)量系統(tǒng)的整體精度。另外對(duì)孔板進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)時(shí)，需要分析孔板投入使用時(shí)的工作數(shù)據(jù)，測(cè)試計(jì)量準(zhǔn)確度時(shí)，數(shù)值可達(dá)到1%，但持續(xù)運(yùn)行兩個(gè)月后，整體計(jì)量精確度會(huì)下降兩個(gè)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(guò)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(dòng)校對(duì)功能，但是對(duì)天然氣進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的計(jì)量精度。這時(shí)就可能在檢測(cè)過(guò)程中帶來(lái)計(jì)量

7、誤差。需要通過(guò)對(duì)組態(tài)程序的調(diào)試，對(duì)計(jì)量工作系統(tǒng)進(jìn)行校對(duì)，計(jì)量過(guò)程中分析計(jì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的工作變量。四、天然氣自動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用研究分析4.1流量計(jì)流量計(jì)是常見(jiàn)的天然氣計(jì)量裝置，常見(jiàn)的流量計(jì)包括速度式流量計(jì)和渦輪流量計(jì)。用來(lái)記錄天然氣的流動(dòng)速度，根據(jù)速度和時(shí)間確定天然氣的流量。最終在流量計(jì)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(dòng)速度。4.2容積計(jì)算容積計(jì)算也是天然氣流量計(jì)算的重要方式之一，計(jì)算流量由容積式流量計(jì)完成計(jì)算操作。在計(jì)算過(guò)程中進(jìn)行容積切割，再計(jì)算被切割空間內(nèi)部的流量分布值。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，計(jì)算排出體積數(shù)量，得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣自動(dòng)化管理系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)效果。結(jié)束語(yǔ)：天然氣計(jì)量的自動(dòng)化時(shí)未來(lái)氣流量計(jì)量的發(fā)展主題，計(jì)量過(guò)程中將計(jì)量理論和計(jì)量