天然气孔板流量计在线校准方法.pdf

技术 应用 ， T e c h n o lo g yA p p l ic a t i o n 天然气孔板流量计在线校准方法 董 洁 大庆油田技术监督中心 摘要 目前 ，多数 的孔板流量计 已经实现 了计算机流量 系统的 自动计量 ，但天然气孔板流 量计量 系统的准确性无法验证。针对这一 问题，结合 大庆油田天然气传输 的实际情况 ，研制开 发 了天然 气在 线 实时校 准技 术 ，验 证 了天然 气 集输 过程 中孔板 流 量 计智 能 系统 的 准确 性 ，保证 能耗计算数据的可靠性，为企业的节能减排提供准确的数据支持。 关键词 天然气孔板流量计 在线校 准 能耗计算 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n． 2 0 9 5 1 4 9 3． 2 0 1 5 ． 0 9． 0 1 0 1 孔板流量计现状 天然 气作 为流 动 的气 体 ，其 流量 值 是 间接 测量 得 出的。其测量值的准确程度直接取决于所使用的 计 量 设备 及设 备 的整体 安装 和使 用 。 目前 ，我 国天 然气计量可选用 的流量计类型达到七八种以上 ，但 在天然气输气管 网中使用的中高压 、大口径流量计 主要 有超 声 、涡轮 和孔 板 等 。其 中 ，孑 L 板 流量 计 因 为结构简单 、投资少 、计量准确度较高 ，成为我 国 天 然气 传 输过 程 中最 主要 的计 量方 式 ，在 全 国各 大 油 田均有应用 。在大庆油 田，天然气 的储运传输过 程 中主要 应用 孔 板流 量计 。孔板 流量 计计 量 工作 是 大庆油 田天然气企业生产和经营管理 中的一项重要 技术 基 础 工作 ，是大 庆油 田的天 然气 勘探 开 发 、生 产 、经 营 的重 要依 据 ；也 是企 业 内部 经 营管 理 、计 算和考核各类设备的经济技术指标 ，制定或调整远 景 规划 及年 度规 划方 面不 可缺 少 的数据 。 随着 科技 发 展 和 自动 化水 平 的提 高 ，计算 机 技 术 已经普 及 到 了油 田生 产 的每一 个 环节 。大庆 油 田 为 了保证 天 然气 计量 的准确 性 ，减 少 天然气 输 送计 量误 差 ，大 量 引 入 了 天然 气 计算 机智 能 计 量 系 统 。 该 系 统包 含 现场 使用 的孔板 流量 计 和处 理该 数 据所 使 用 的计 算 机系 统 。传 统孔 板 流量计 检 定 、校 准 的 方 法一 般 都是 安 装前 对孔 板 流量 计进 行 检定 ，而安 装后由于现场条件限制 ，不进行检定 、校准 。众所 周 知 ，孔 板 流量 计对 安装 有 很 高 的要 求 ，不 按 照标 准 安装 的孔板 流 量计 误差 非 常 大 ，特 别 是 引进 了孔 作 者简 介董 洁 ，2 0 1 3 年毕业于东北石油大学 ，从事油 田计量检定 测试工作 ，E - ma i l d j 2 1 5 3 8 1 2 3 l 2 6 ．t o m，地址 黑龙 江省大庆市 让胡路区西宾路 5 5 2 号技术监督中心计 量检定测试 所 ，1 6 3 4 5 5 。 板流量计计算机系统 ，其压力 、温度 、差压等变送 器信号在传输过程中产生的电信号漂移 ，都可以对 最终 数据 的 准确 性产 生 较大 的影 响 ，使 系统 安 装使 用后 的计 量 准确 性 问题 一直 没 有得 到相 关数 据 的验 证 。为了给油田相关企业提供准确的数据支持 ，为 天然气生产和销 售等相关单位提供 准确 的能耗数 据 ，大庆 油 田计 量检 定 测试 所 提 出 了天然 气孔 板 流 量计 在线 实 时校准 方法 。 2 特 点 大 庆 油 田计量 检 定测 试 所 研制 开 发 了天 然气 在 线实时校准技术 ，其工作原理是 通过研发一套多 路过程智能校验装置对天然气 系统 的压力 、压差 、 温 度等 参数 实 现实 时 测量 ，对 天 然气 的组 分 、天然 气输送管道 的材质等数据分析计算 ，从而实现天然 气计量的在线实时检定。图 1 为天然气流量智能校 验 装 置 结 构 。如 图所 示 ，实 验平 台一 共 分 为 三层 ， 从上到下分别是工控机 、信号调理板和接线盒 ，分 别通过带有 B N C接 口的导线相连接。整个工控机集 成 了控制器 、多功能数据采集卡、便携式触摸屏和 便 携 式键 盘 ，在 外部 体 积上 减少 了空 间 ，有利 于 天 然 气 计量 的现场 校 准 。其 中多 功能 数据 采 集卡 可 以 分别作为外部差压 、压力和温度信号的输入端 ，将 接线盒与电流转 电压信号板相连接 ，因此能够得到 外部信号 的电压信号，最终送到控制器进行数据处 理 ，通过相应软件后台计算出天然气的具体流量。 天然 气 孔板 流 量 的在 线 实时 校 准 ，主要 分 为 瞬 时量和累计量的计量两个方面 ，累积量计算是否准 确 ，是 以 瞬时量 计 算准 确 性为 前 提 的 ，在 累计 量 计 量中，计量时钟必须准确 ，即瞬时量和计量时钟二 口 l 5 年 第 q 期 石 油 石 化 节 能l 2 3 _姗 ⋯ ⋯ 者缺一不可。瞬时量计算准确度校准是依据静态数 据 的算 法 比对 ，用多 路过 程智 能 校验装 置 采用 天然 气 流 量 智 能 校 验 系 统 静 态 测 量 的 结 果 与 G B ／ T 2 1 4 4 6 --2 0 0 8 用 标 准孔 板流 量计 测 量 天然 气流 量附录中所提供天然气流量计算实例结果对 比u ， 分析软件计算结果的准确度。在所有 已知条件相同 的情况 下 ，静态测 量 实验结果 见 表 1 。 导q 图 1 天然气流量智能校验装置结构 表 1 计算 实例 与系 统 流 量 结 果 对 比 静 态测 量 实验 结果 验 证 了多路 过 程智 能校 验装 置 设 计 的正 确性 ，符 合 G B ／ T 2 1 4 4 6 -- 2 0 0 8 用标 准 孔板流量计测量天然气流量的要求。 时钟 的准 确性 必 须通 过 长时 间 时钟 的累 积来 验 证 准 确 性 。天然 气 流 量计 算 机 H C 6 0 1 采 用 系统 的硬 件 时 钟 中断 来 获 得 ，不受 系 统 运 行 负 荷 的影 响 ，每秒 累积一 次 ，非常 精准 ，因此 能够保 证 累积 的准确 性 。天 然气 的静 态测 量结 果 的正确 性 和时钟 准 确性 ，通 过 多路 过程 智能 校验 装置 可 以满 足天然 气 的动态计 量 基础 ，实 现 天然气 孔板 流量 计 计量 系 统 现场 在线 校准 。 3 现 场 应 用 对某 天然 气 公 司进行 现 场测 试 ，在测 试 中发 现 某些 孔 板 流 量计 算 机 系 统静 态 计 量存 在 偏 差 较 大 ， 天然气供应单位一直同天然气使用单位存在计量纠 纷 。经过 在线 实 时检定 ，发现 系统 显示 的瞬时量 计 量 和累计 量计 量 都 和标准 存 在误差 ，经过校 准 问题 得 到 了解 决 。测试数 据 与实 际数据 对 比见 表 2 。 表 2测试 数 据 与实 际数 据 对 比 针对测试数 据 ，按照某单位每年实际输送 3 0 0 天计算 ，其 每 年少计 量 的天 然气 量 为 1 9 1 5 2 m 。经 过对现场设备重新校准调试 ，为企业的节能减排提 供 了准 确 的数据 支持 。 4 结 论 天然 气 在在 线检 定 校准 项 目的开展 能为 天然 气 生产 及相 关企 业 提供 准确 的数 据支 持 ，必将 在 天然 气生 产 的各个环 节 发挥重 大作 用 。 参 考文 献 [ 1 ]石油工业 天然气流量计量站 ． G B ／ T 2 1 4 4 6 -- 2 0 0 8 用标准 孔 板 流量计 测 量 天然气 流 量 [ 8 ] ． 北京 中国标 准 出版 社 ， 2 0 0 8 ． 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 6 2 6 长江之滨战高温 连 日来 ，长江沿岸高温来袭 。在长江之滨进行 8 0 01 0 t ／ a 油品质量升级改造工程的中国石化九 江石化干部职工 ，克服天气炎热 ，酷暑难耐的高温天气 ，合理调整工作时间 ，坚持安全施工 ，后期 部门送清凉到现场 ，使工程建设各项工作得到有序推进。据悉 ，6 月 2 6日，集 团公司重点工程九江石 化 8 0 01 0 4 t ／ a 油品质量升级改造工程主体装置全面实现 中交 。近期 ，生产准备人员和设备保运人员 冒着高温酷暑 ，在现场紧张进行仪表调校和联动试车阶段工作 ，为连锁调试做好精心准备。 中国石化九江石化 8 0 0 X 1 0 t ／ a 油品质量升级改造工程预计 9 月底建成投产 ，该工程将对于促进 中国石化产业结构调整 ，增产高品质清洁油品 ，带动江西省化工产业链延伸有着极为重要 的意义。 胡庆 明 2 4 1 w w w ．s y s h j n ．c 。 m