我國天然氣自動計量系統的論述

陳衛星（菏澤中石油昆鵬天然氣利用有限公司,山東菏澤274000）

我國天然氣自動計量系統的論述

陳衛星
（菏澤中石油昆鵬天然氣利用有限公司,山東菏澤274000）

天然氣是一種新型能源，現在已經被廣泛的應用到各個領域中，為提高天然氣生產效率，需要從生產現狀出發，做好天然氣自動計量系統的設計分析。天然氣自動計量系統是生產、輸送以及銷售的關鍵性環節，在對其進行研究設計時，需要在了解其基礎構成的前提下，選擇有效的措施來提高其運行穩定性。本文對我國天然氣自動計量系統進行了簡要的論述。

天然氣；自動計量；系統分析

現在天然氣生產、輸送等均實現了自動化，其作為新型的清潔能源，已經得到了廣泛的應用，想要推動行業的進一步發展，就需要在現有基礎上對天然氣自動計量系統進行研究分析，選擇合適的措施對其運行方式進行優化。從天然氣自動計量系統特點來看，具有比較高的自動化與集成化，在運行過程中各因素均會對系統穩定性造成一定影響，必須要加強重視。

1　自動計量系統主要組成分析

1.1信號采集與變換單元

此單元主要由各種不同功能的儀表組成，主要功能是對天然氣生產、集輸整個過程中產生的數據信息以及各項工藝參數進行收集，包括溫度、壓力以及流量等。通過對各項參數信息實測，將其轉換成模擬或者數字信號。常見的組合式電表如MVS多參數變送器、FloBoss103流量管理器等；分體式儀表常見有EJA差壓變送器、EJA壓力變送器以及3051壓力變送器等[1]。

1.2通訊與連接單元

此單元即現場信號采集與變換單元和控制室數據處理單元進行連接的部分，主要包括通訊連接電纜、通訊轉換模塊、模數轉換模塊以及數據采集模塊等。常見的如PCI多串口卡、頻率轉換模塊以及RS485-RS232轉換模塊等。

1.3流量計算數據處理單元

此單元主要作用是來計算與處理天然氣集輸過程中產生的各類數據信息，組成部分為天然氣流量計算、數據處理以及存儲等設備。常用如流量計算機、流量管理器、工業控制計算機以及PLC等，一般會將此單元安裝在集輸站場中控室。

2　天然氣自動計量系統故障與優化措施分析

2.1交流電源故障

主要表現為供電正常，但整個自動計量系統停止工作，或者是在正常供電狀態下，只有顯示器正常運轉，控制計算機不能正常工作。兩種故障的表現形式不同，在對其進行處理時所需方式也不同：第一，應先檢查插頭連接是否牢固，以及開關是否處于正常閉合狀態，確認無異常后對插座與開關電源狀態進行檢測，其中對于220V電壓應檢查UPS電源供電狀態[2]。確認正常后需要檢測保險狀態，無異常后應對UPS輸出電壓狀態進行檢測，確定其是否存有故障。第二，對電源開關狀態進行檢測，無異常閉合開關后確認供電情況，如果仍無法正常供電，則需要對電源插頭狀態進行檢測，并確認主機是否存在損壞情況，并及時更換損壞構件。

2.2直流電源故障

出現此類故障后，系統人機界面數據顯示正常，但是缺少壓力、差壓以及溫度等相關參數。在對其進行優化時，需要檢測流量變送器是否正常運行，如果顯示異常而可證明供電故障，然后對電源插頭狀態進行檢查，如果不存在松動情況應繼續檢測確定直流電源與電壓。如果檢測后插頭電壓萬用表無變動，證明線路出現斷路故障，采取相應措施進行優化。如果萬用表參數正常，則證明變送器故障，并且如果直流電源無輸出，則需要繼續對電源進行檢查。另外，如果輸入電流異常，應檢測電源閉合狀態；如果輸入電流正常則應檢查直流保險，正常則證明電源損壞，另外需要對存在異常的保險進行修復。

2.3小流量計算異常

此類故障發生后在管道內會流經小流量天然氣，并且流量數值不會發生變化，主要是因為將系統中小信號截斷數值設置過大。對于天然氣集輸來說，即便是管道內無氣流通過，也會有一定的低信號，為實現對小流量的計算，可以對小流量截斷信號做出適當的調整。其中，如果管道內流量與壓力均比較大，即便是數值較小的壓差，自動計量系統也會得到較大的流量值，必須要保證信號截斷值設置的合理性。

3　天然氣自動計量系統穩定性優化措施

3.1設計與選型優化

在對計量系統進行設計時，需要從實際情況出發，即綜合現場工況以及環境條件等因素，來選擇相應的設備儀器以及設計方案。例如可以選擇用氣體超聲波流量計或者氣體渦輪流量計等來代替標準孔板流量計，對其流量范圍小缺點進行完善，更好的適應流量變化較大的情況。另外，對于現場生產集輸中存在較大電磁干擾、高頻振動以及噪聲等情況，盡量不要選擇用旋進漩渦流量計與氣體超聲波流量計。對于含水或者油污的天然氣，在對其自動計量系統進行設計時，需要做好分離除塵裝置的設計，保證氣流經過流量計時滿足設計要求。同時，還應做好電源設計，一般情況下系統均設有UPS不間斷電源，如12V（DC）與24V（DC）[3]。為保證電源運行穩定性，可以選擇用UPS技術，運行時不進行逆變切換，避免UPS受諧波的干擾，保證系統安全運行。

3.2系統操作規范性

將自動計量系統應用到天然氣生產、集輸過程中時，需要嚴格按照相關標準做好操作與驗收，確保每個施工環節的規范性，減少各因素對系統運行效果的影響。第一，電器設備與電纜之間間距應控制在1.5m以上，對于設有屏蔽信號金屬保護管的電纜，相互之間間距應控制在0.8m以上。并且對于不同電壓的電纜不可敷設在同一電纜槽或者保護管內。第二，按照規范要求進行保護接地、屏蔽接地與信號回路接地等處理，提高接地處理的可靠性，其中PLC系統接地電阻應控制在4Ω以下，而防雷接地電阻應控制在1Ω以下。第三，對系統內各流量計與儀表進行定期檢查與維護，提高系統操作的規范性，在操作腰輪流量計與渦輪流量計時，啟停操作要緩慢。

4　結束語

自動計量系統是提高天然氣生產、集輸等環節開展的重要保障，為提高其應用可靠性與安全性，就需要結合其結構特征，采取相應的措施對其存在的問題進行優化，做好系統施工與操作管理，降低各因素對系統應用造成的影響，不斷提高其應用效果。

[1]馬蘭英.天然氣自動計量系統中的安全性問題解析[J].硅谷,2015(04):206+217.

[2]廖德云,張智,王存偉.影響天然氣自動計量系統穩定性因素的探討[J].石油化工自動化,2013(02):62-64.

[3]吳煥芬.天然氣能量計量關鍵技術的研究[D].中國計量學院,2012.

陳衛星（1986—），男，山東菏澤人，本科，研究方向：電氣工程及其自動化（工業自動化方向）。