天然气计量及标定系统的应用.pdf

5 28 石油与天然气化工 CHEMl CAL ENGINEERl NG OF OI L GAS 分析测试 天然气计量及标定 系统的应用 齐 友 方 艳 中 国石 油塔 里木 油 田分公 司 摘 要 结合轮 南集 气总站 的 工艺流 程 ， 介 绍 了天 然 气计 量及 标 定 系统的体 系结构 、 硬件及 软 件组成等情况。本文重点从 系统功能等方面阐述 了天然气计量及标定 系统在轮 南集气总站 的应 用 。 关键词 天然 气 计量 系统标 定 系统控 制 系统远程 诊 断 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 0 0 7 3 4 2 6 ． 2 0 0 9 ． 0 6 ． 0 l 9 轮南集气总站位于新疆轮南镇 ， 负责将塔里木 油 田的合格的商品天然气向西气东输首站进行计量 交接 ， 该站属于贸易交接计量站。考虑到新疆 特殊 的地理 环境 和该 站所 承 担 的重 要 使命 ， 该 站 设 置 了 一 套国内外较为先进 的天然气计量与标定 系统 ， 以 满足天然气贸易计量的要求 。 1系统的组成及工作原理 计 量及标 定 结构见 图 1 。 1 站内采用国际上最先进 的四声道超声波流 量计 ， 以确保计量准确 ， 其计量精度为 0 ． 5级 ， 该计 量信息分别送至西气东输首站站控系统， 并上传至 西气东输 管道 S C AD A 数据 采集 与监控 系统 系 统 。 2 站 内设置 了在线 天然气气 相色谱 分析仪 、 H。 S分析仪和水分分析仪来监测管输气的指标 ， 保 证体积计量的准确度， 并为今后进行能量计量提供 条 件 。在计 量系 统 内的计 量 回路 上 设有 标定 系统 的 接人 口， 且每路计量 回路 与可标定 回路 进行对 比。 在每 路计 量后 设 置 电动 截 断 阀 ， 根 据 外 输 流 量 的需 求情况进行计量系统的远程控制 ， 使超声流量计工 作在 最佳 的工 况 。 2计量及标定的控制系统 计量系统使用了 D ANI E L 丹尼尔 四声道 高 级超声波流量计作 为流量计量仪表， 标定系统使用 了涡轮流量计作为流量标定仪表 。计量及标定系统 的结构， 包括流量计量系统 、 标定系统 、 远程诊断 系 统三个 部分 ， 下 面进 行一 一介 绍 。 2 ． 1流量计量系统 流量计 量 系统 主要 由现 场超声 波 流量计 ， 压力 、 温度变送器， 在线色谱分析仪及控制室内的流量计 算机等组成 。现场的超声 波流量计通 过 RS 一4 8 5 信号将工况下的体积流量 ， 每个声道测得 的气体平 均流速 、 声速、 自动增益值 等信息通过 R S 一4 8 5送 到流量计算机中； 超声波流量计同时通过脉 冲信号 将工况 体积流量送入站控系统 ； 在线色谱仪通过 5 个 RS 一4 8 5串 口将气体组分信息分别送 入 5台流 量计 算 机 ； 现 场 的压力 、 温 度变送 器 将 4 mA～2 0 mA 或 HART信号送入流量计算机进行温度补偿 以及 压缩因子的计算 ； 经过计算就可以得到标况下的体 积 流量 和能量 流 量等 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 8 卷 第6 期 天然气计量及标定系统的应用 2 ． 2标定系统 站控 室 内有一 台流量 标 定选 择 器 ， 该 选 择 器 的 作用是通过选择开关 的切换 ， 将连接到选择器的多 路计量管路 的工况流量信号连接到输 出端。现场的 超声波流量计具备 2个 串 口， 其 中一个连接到流量 计算机 ， 另外一个连接到控制室 内的流量标定系统 选择器 ； 现场的压力 、 温度信号在进入控制室后 ， 通 过 分路 器分 为两路 ， 一 路到 流量 计算 机 ， 另外一 路 连 接 到选择 器 ； 在线 色 谱 仪也 通 过 一 个 独 立 的 串 口连 接 到选择 器 ； 流量计 算 机也 通 过 一 个 独 立 的 串 口连 接 到选择 器 。这样 ， 在选 择 器 的输 出端 就 可得 到每 一 流路的所有信号 ， 从而实现标定 。标定系统结构 见 图 2所 示 。 2 ． 3远程诊断系统 在本 系统 中 ， 超 声 波 流 量 计 、 流 量 计 算 机 、 在 线 色谱仪等 ， 以及涉及 到计量的关 键设 备都具备 以太 网接 口， 所 有超 声 波 流量 计 、 流量 计 算 机 、 在 线 色 谱 仪等 ， 都通过以太网接 口连接到站控室内的一个集 线器 ， 把这些设备构成的局域 网称 为流量网。如果 这个集 线器 通过 路 由器 等连 接到塔 里 木油 田公 司 的 企业网， 那么在企业 网的任何地方 ， 只要能够访问到 这个流 量 网 ， 都 可 以对 设 备进 行 远 程 诊 断 。远 程 诊 断系统 的逻 辑 见图 3所示 。 3软件系统 UDI 管 理监 控 软件 是 基 于视 窗 平 台开 发 的 应 用 软件 ， 是 基 于 W I NDOWS ， 全 面兼 容 WI ND WS 9 5 ， WI N 2 0 0 0 ， WI NDOWS X P， 可 以 对 流量 计 进 行 组态和标定 ， 直观显示超声波及噪声形态 、 动态数据 采集及处理和分析， 可 以对下载的数据 自动生产流 量计 测试 报告 ， 并 把原 始数 据 、 组 态参 数 和测试 报 告 一 起合并保存为 E X C E I 格式文件 。同时会生产几 张图标和图谱 ， 它们直观描述 了流量计 的工作 情况 以及 流态 等情 况 。UDI 软件 的监控视 窗 见 图 4 。 利用 UD I 软件可以非常方便地与 DANI E I 气 体超声 波流量 计通信 ， UD I软件支 持所 有版 本 的 WI NDOWS 9 5和 X P， UDI软 件 主 要 完 成 以 下 功 能 1 数字 以及 图标 的方 式显 示 动态数 据 ； 2 读写 以及 比较 流量 计组 态 ； 3 执行 常规 性 能 检测 并 以 E XC E L的格 式 提 供 报告 ； 4 在启动过程中改变仪表参数 ； 5 提供本 地 以及 远程 访 问 。 4结 语 本 系统 实现 了塔 里 木油 田轮南 集 气总 站天 然气 计 量 与标定 全过 程 的远程 监视 、 控 制 、 数据采 集 和集 中式管理， 网络通讯功能实现 了智能化 。 参 考 文 献 l B ／T l 8 6 0 4 2 2 0 0 1 ． 用气体气体超声流量计 测量天然 气流量 I S ] ． 北京 中国标准 出版社 ， 2 0 0 2 2孙淮 清． 气体超声流量计 与孔板 流量计在 天然气 工业 中应 用的 比 较[ J ] ． 石油工业技术监督 ， 1 9 9 8 6 下转 第 5 3 8页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 38 石油与天然气化工 CHEMl CAL ENGI NEERI NG OF OI L GAS 2 00 9 腐蚀结垢 问题， 笔者建议 1 注 水 泵 管 线 出 口部 分 建 议 采 用 软 管 连 接 。 软管连接是有效减弱振动的方法 ， 但也存在缺陷， 一 个突出的问题就是软管容易断裂 ， 在选材 时要选择 质量较好 的软管 ， 才能保证采用软管连接真正起到 作 用 。 2 在进出口管线上建议预先安装减振复合阻 尼钢 板 ， 因为在 泵 的 投产 初 期 ， 管 线 固定 效 果 较好 ， 能有效 缓解 管线 的振 动 ， 当泵运 行一 段 时间后 ， 振 动 就 会逐 渐增 大 ， 主要是 管线 固定 卡松 动 ， 所 以还要 用 “ 三七” 灰土把管沟全部填埋并压实， 使管线产生的 振 动 能量全 部释 放到 土壤 中 ， 从 而减 弱管 线振 动 。 3 针对注入水成分复杂的情况 ， 建议对 回注水 水质进行全分析 ， 根据分析结果 ， 确定最佳水处理工 艺流程， 筛选出合适的水处理药剂 ， 以使注水水质达 标 ， 延缓储罐及管线的腐蚀。 参 考 文 献 1王以理． 复合阻尼钢 板 的结构 与性 能特点 [ J ] ． 噪声 与振 动控 制． 1 9 9 6， 5 4 6 2何潮洪 ， 冯 霄 主编． 化工原理[ M] ． 北京科学 出版社． 2 0 0 1 作 者 简 介 ， 夏 勇 男 ， 1 9 8 0年 l o月生 。2 0 0 3年 7月 毕业于西南 石油学 院化学工程与工艺专业 。现任 长庆油 田公 司采气一厂第一净化厂总 工程师 ， 主要从事天然气净化工艺管理与研究工作 。 收稿日期 2 0 0 9 0 6 1 6 ； 收修改稿 2 0 0 9 0 6 2 6 ； 编辑 冯学军 上接 第 5 l 7页 3 C h ． N o i k，C h ． Da l ma z z o n e ．“ Me c h a n i s m Of C r u d e Oi l ／ Wa t e r I n t e r f a e e De s t a b i l i z a t i o n By S i l i c o n e De mu l s i f i e r s” ， SPE 8 02 4 1 ， 2 0 0 3 4康万利 ， 张红艳 ， 李道山 ， 等．破 乳剂 对油水界 面膜 作用机 理研究 [ J ] ．物理化学学报 ， 2 0 0 4 ， 2 0 2 1 9 4 1 9 8 5张志庆 ， 王芳．新型稠油破乳 剂分 子结构对 孤东 稠油脱 水 的影 响E J ] ．油 田化学 ， 2 0 0 6 ， 2 3 4 3 2 5 3 2 8 6 J i a n g y i ng W u，Yumi n g Xu，Ta d e u s z Da b r o s e t a 1．Ef f e c t o f EO a n d P po s i t ion s i n n o n i o n i c s u r f a c t a n t s o n s u r f a c t a n t p r o p e r t i e s a n d d e m u l s i f i c a t i o n p e r f o r m a n c e ，Co l l o i d s a n d S ur f a c e s A P hy s i c o c h e m ． En g ． As p e c t s 2 5 2 2 0 0 5 7 9 8 5 7邵 倩 ， 李美蓉 ， 冯 刚， 等．大港南一站含水原油破乳剂筛选 与油水 界面张力E J ] ．油 田化学 ， 2 0 0 9 ， 2 6 1 6 2 6 4 8付亚荣 ， 陈宝新 ， 蔡远红 ， 等．赵州桥 油 田聚驱原 油破乳剂 的研 究 [ J ] ．油 田化学 ， 2 0 0 7 ， 2 4 3 2 1 3 2 1 6 作 者 简 介 孙春柳 女， 1 9 8 1 年生。现为中国科学院渗流流体力学研究所 在读博士 ， 主要从事三次采油 、 提高采收率技术研究与应用方面的工 作 。地址 0 6 5 0 0 7 河北省廊坊市万庄石油分院 4 4号信箱渗流所。 收稿日期 2 0 0 9 0 7 1 0 ； 编辑 冯学军 上接 第 5 2 9页 3王 勇 等编译． 多波束超声波气体 流量计计量技术 [ J ] ． 天然气与 石油 ， 1 9 9 3 ， 9 2 4王华青． 气体 超声 流量 计测 量 原理 、 标定 及 维 护[ J ] ． 计 量技 术 ， 2 0 0 6， 1 5刘植桢， 何克忠． 计算机控制[ Ms ] ． 北京 清华大学 出版社 ， 1 9 8 1 6孙延祚． 流量检测技术及仪表北京 北京化工大学 出版社 ， 1 9 9 9 7张涛 等． 智能仪表可靠性设计 的研究 自动化仪 表， 2 0 0 3 8刘蔚． 超声 波 波流 量计 在管 道 煤气 计量 中的应 用． 工 业计 量 ， 2 0 0 0， 4 3 5 3 7 9董浩然． 超声波 波流量 计 的选型 及应用 ． 工 业计 量， 2 0 0 2 ， 2 4 9 5 O 作 者 简 介 齐 友 男， l 9 8 0 年生， 汉族， 甘肃武威人。助理工程师， 2 0 0 5 年毕业于长江大学 自动化专业 ， 从事石油 天然气过 程 自动化 现场技 术的研究与应用 。地址 8 4 1 0 0 0 新疆库 尔勒市石 化大道塔 里木油 田公 司西气东输项 目经理部 。电话 1 3 6 l 9 9 5 0 9 0 1 。E ma i l q i y o u t z 1 6 3 ． c o n l 。 收稿日期 2 0 0 9 一o l 1 4 ； 收修改稿 2 0 0 9 0 5 3 1 ； 编 辑 杨 兰 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m