集氣站壓力變送器使用的研究分析

摘 要：壓力變送器被廣泛應用于氣田集氣站的各個工藝環節，在氣田生產自動化中起著舉足輕重的作用。部分氣田正處于規模上產階段，壓力變送器的科學合理使用，對建設現代化長南氣田具有深遠意義。本文主要通過對長南氣田目前所使用的各產品在生產現場的實際應用情況進行深入分析，從確保天然氣生產安全平穩運行和兼顧經濟成本出發，提出了后續的壓力變送器產品的合理選用的參考性意見。

關鍵詞：壓力變送器；使用現狀；研究分析

1 壓力變送器的使用現狀

對2012年投運的6座集氣站壓力變送器的使用情況進行統計，安裝壓力變送器182臺，型號為3051系列37臺、7MF系列40臺、ACD系列69臺、FKG系列17臺、JZP系列19臺。

2 壓力變送器使用的研究分析

根據壓力變送器在現場使用的情況，重點從性能、經濟成本、采購周期方面進行研究分析。

2.1 性能研究分析

2.1.1 故障率

在運行一年的時間內，3051系列和7MF系列故障率為0，FKG故障率稍高，其它產品故障率較高。

原因分析：（1）在集氣站惡劣的環境條件下使用，有的產品的穩定性較差，測量電流出現不正常的漂動。（2）分離器前工藝天然氣含雜質較多，壓力傳感膜片質量抗局部受力能力差使膜片變形，導致測量誤差偏大。

2.1.2 精度研究分析

3051系列一般可達到0.1級及以上，長達5年內都可穩定在0.2級及以上，7MF系列一般可達到0.1級及以上，FKG系列一般在0.2級及以上， 其它產品在0，2級及以下居多。

原因分析

（1）傳感膜頭的信號準確度差異。（2）溫度修正準確程度有一定差別。（3）信號處理與線性化技術差異。

2.1.3 HART協議功能研究分析

HART協議在保留傳統模擬變送器標準（4-20）mA電流信號的基礎上增加了數字通信功能，可以通過手操器對儀表進行組態，即使在機柜間等遠離變送器的場所，也可進行儀表零點、量程等各種設定，同時也避免了現場操作的安全風險。目前只有3051系列和FKG系列支持此協議，但FKG系列產品只能用專用手操器通信。

原因分析：（1）由于技術限制，部分產品無法做到不經過數模轉換即可與變送器進行通信，即不支持HART協議。（2）支持HART協議但只能用該廠家生產的手操器同時調整儀表輸出和表頭參數的原因可能是壓變膜頭信號處理技術限制或廠家對產品的保護。

2.1.4 防雷性能研究分析

從某次雷擊現象判斷雷擊為感應雷，它會在儀表外殼絕緣破壞部分或金屬裸露處產生出很高的瞬間局部感應電壓，侵入接地不良的弱電儀表設備。在雷擊事件中3051系列產品未見發生損壞。

原因分析：（1）國產產品集成電路受過電壓干擾能力較差，而3051系列產品包含一體化耐瞬變電壓保護端子快，可抵抗長達1000微秒、6kv峰值電壓的沖擊。（2）經調查發現，壓變外殼未做可靠接地。

2.2 經濟成本研究分析

3051系列的產品價格幾乎是國產產品的3-4倍，FKG系列產品價格為國產產品的1.5-3倍。性能越優越、功能越多的產品價格越高，人性化的功能、技術含量的投入、做工的精細都會使壓變的生產成本提高，同時也會帶來非常可觀的經濟效益。

2.3 采購周期研究分析

3051和7MF系列為進口產品，采購程序復雜，路途遠，故組織采購周期相對較長，一般在6個月左右，上門服務較少；FKG系列為合資產品， ACD和JZP系列為國產產品，在國內有完善的生產和銷售環節，故組織采購周期較短， 一般在2-3個月左右，售后服務較好。

3 壓力變送器選用建議

3.1 技術指標選擇

3.1.1 量程范圍

由于集氣站的壓力變化波動不大，一般正常工作壓力在變送器量程的1/3到2/3之間即可，如上古集氣區域壓力在（2-3）Mpa之間，一般選擇量程為5MPa的壓變比較合適；特殊用途應符合相關標準要求，如孔板計量應滿足GB/T21446-2008“差壓值宜在滿量程的10%-90%之間”和“壓力值應在滿量程的30%-65%之間”的規定。

3.1.2 測量介質

根據天然氣硫化氫含量選擇合適的變送器膜片材料。如下古氣硫化氫含量一般較高，需選用可耐硫化氫腐蝕的傳感膜片。

3.1.3 精度等級

根據安裝部位和用途確定精度。如孔板計量區域的壓變選用須滿足GB/T18603-2001“表A2計量系統配套儀表準確度”A級計量系統壓變精度為0.2級、B級計量系統壓變精度為0.5級的要求。

3.1.4信號輸出類型

集氣工藝中常用的是（4～20）mA和RS485協議信號輸出兩種類型。除了如井口壓變與系統控制器間的距離過長、泵出口等部位有較大噪聲或震動以及存在電磁場干擾信號的情況應盡量選用RS485協議信號輸出類型，其它的一般都采用（4～20）mA信號輸出類型。

3.2 各區域產品選型建議

3.2.1 進站區選擇建議

作為單井產量調整的重要參考數據之一，應盡量保證壓變的精度及可靠性，建議選擇3051或FKG系列產品。

3.2.2 分離器區、閃蒸分液罐區和自用氣區

三個區域壓變總數量在整個集氣站中所占比例較大，一般只用來顯示壓力值，不是影響工藝操作的主要因素，若考慮節約生產成本，建議選擇FKG或ACD系列產品。

3.3.3 壓縮機和脫水撬區

這兩個區域工藝相對復雜，需要可靠地壓力監測來指導操作人員調整工藝。為了確保天然氣生產平穩運行，重點考慮產品有優良的綜合性能，建議選擇3051或7MF系列產品。

3.3.4 外輸計量區

目前各集氣站主要用孔板流量計進行外輸氣量計量，而壓力、差壓是影響孔板計量結果的重要因素，為了滿足周期性檢查儀表參數的需要，HART協議功能是非常必要的，同時對儀表精度要求也較高，建議選擇3051系列產品。

3.3.5 單井井口

單井數據遠傳信號一般要差于有線傳輸信號，所以要求儀表各項工作性能絕對可靠；此外，多數井口較空曠，也是雷電多發地帶，加強防雷措施的同時還應考慮壓變具備可靠的防雷性能，所以建議選擇3051或FKG系列產品。

4 結束語

2012年6座集氣站壓力變送器的使用結果表明，在長南氣田復雜的自然條件下，部分產品不能長期穩定地運行。壓力變送器使用過程中面臨著性能、經濟成本、采購周期等方面的問題，主要是由產品的技術限制、生產成本、管理理念及地域限制等原因造成，所以建議選擇壓力變送器產品時首先認真確定各項技術指標，同時根據各種產品的特點，取其所長，為各生產區域選擇適合長南氣田現狀的壓變產品，為數字化生產監控長期平穩地運行提供有力的保證。

參考文獻

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