摘要(yao):天然(ran)氣是一(yi)種高效(xiao)、清潔燃(ran)料(liao)和優(you)質化工原料，随(sui)着天然氣(qi)資源(yuan)勘探(tan)開(kai)發的不(bu)斷深入，以及天(tian)然氣(qi)在(zai)現(xian)代化(hua)工業(ye)和(he)日常生(sheng)活中(zhong)應用的日(ri)益普及(ji)，長距離(li)、大口(kou)徑、高流量(liang)的輸氣(qi)管(guan)線層(ceng)出不(bu)窮。而大輸(shu)量下選擇(ze)何種(zhong)流量(liang)計進(jin)行貿(mao)易交(jiao)接，也成了(le)買賣(mai)雙(shuang)方最爲(wei)關心的(de)問(wen)題。分析了(le)超聲(sheng)流量(liang)計 應用現(xian)狀及(ji)特點(dian)，論述了超(chao)聲流量(liang)計(ji)的系(xi)統組(zu)成和運行(hang)模式(shi)，以(yi)及(ji)将該流量(liang)計運用于(yu)榆林(lin)首站(zhan)分輸(shu)計量(liang)撬的(de)改造(zao)方案、經濟效益(yi)及應(ying)用前景。超(chao)聲流量計(ji)在榆(yu)濟管(guan)道(dao)然氣計(ji)量中應用(yong)
1超聲流量(liang)計應(ying)用現(xian)狀
　　超(chao)聲氣體流(liu)量計(ji)量程大、精(jing)度高、重複性好(hao)、壓損小、工件不(bu)易老化、使(shi)用壽命長(zhang)無可動部(bu)件、機(ji)械(xie)制造工(gong)藝相(xiang)對簡(jian)單、維(wei)護簡便，具(ju)有投(tou)資與(yu)運行(hang)費用(yong)低、管理方(fang)便等(deng)突出(chu)優點，受到(dao)越來越多(duo)用戶的歡(huan)迎。
　　管(guan)道作(zuo)爲中石化(hua)第一條自(zi)行(hang)建設的(de)長距離、大(da)口徑(jing)、高流量的輸氣(qi)管道，年(nian)設(she)計輸(shu)氣量(liang)30×109Nm3，遠(yuan)期(qi)目标(biao)40×109Nm3，管道(dao)轉(zhuan)輸(shu)處多(duo)采用(yong)超(chao)聲流量(liang)計，共計(ji)38台(tai)。僅榆(yu)濟管(guan)道的源頭(tou)榆林首站(zhan)中，采用超聲流量計(ji)8套，其中(zhong)5套(tao)用于(yu)貿易(yi)交(jiao)接，3套用(yong)于計(ji)量比對。所(suo)對應的上(shang)遊塔(ta)榆末站，采(cai)用了(le)與榆(yu)濟管道榆(yu)林首(shou)站(zhan)同樣的(de)超聲(sheng)流量計計(ji)量系(xi)統(tong)。在(zai)管道(dao)運行4年裏(li)，超聲(sheng)流量計運(yun)行穩(wen)定，從(cong)未進(jin)行過(guo)大型維(wei)修工作(zuo)，每兩(liang)年進行一(yi)次檢(jian)定，檢(jian)定結果均合格，系統(tong)精度在(zai)±0.5%以(yi)内，且未出(chu)現過計量(liang)糾紛。
2超(chao)聲流量(liang)計特(te)點(dian)
　　超(chao)聲流(liu)量計與孔(kong)闆流量計(ji)、渦輪(lun)流量(liang)計等傳(chuan)統(tong)流量(liang)計相比有如下(xia)特點(dian):①測(ce)量(liang)管徑(jing)大;②測(ce)量範圍廣(guang);③不受(shou)流(liu)體(ti)參數(shu)影響(xiang);④可實現雙(shuang)向計(ji)量。超(chao)聲流量計(ji)也存在一(yi)些缺(que)點:①傳感器(qi)的安(an)裝要求高(gao);②對直(zhi)管段(duan)要求嚴格;③交叉幹擾(rao)對測量精度影(ying)響大(da);④檢定(ding)困難(nan)。
3超聲(sheng)流量(liang)計計量系統組成及(ji)運行方(fang)式(shi).
3.1超聲(sheng)流量(liang)計(ji)計量系(xi)統組(zu)成(cheng)
　　超聲流(liu)量計(ji)計量系統(tong)包括超(chao)聲(sheng)流量(liang)計及(ji)所(suo)配套的(de)流量計(ji)算(suan)機。流(liu)量計結構主要(yao)分爲三部(bu)分:流量計(ji)本體、超聲(sheng)換能器、信(xin)号處理單(dan)元。
3.2超(chao)聲流(liu)量計計量(liang)系統(tong)運行方(fang)式(shi)
　　超聲(sheng)流量計與(yu)流量計算(suan)機配(pei)套使(shi)用，後者(zhe)将(jiang)前者(zhe)測得(de)的(de)工(gong)沉流(liu)量加以(yi)顯(xian)示、修(xiu)正、轉(zhuan)換，獲得标(biao)況流(liu)量，并(bing)及時(shi)反映(ying)流(liu)量計的(de)故障及(ji)報(bao)警信息，保(bao)證計量系(xi)統的連續性及(ji)正确(que)率(lü)。包括正(zheng)常測量(liang)模(mo)式、診(zhen)斷模(mo)式以及故(gu)障模(mo)式(shi)三(san)者運(yun)行模(mo)式。
4超聲流(liu)量計(ji)的應(ying)用
4.1榆林首站計量系(xi)統原狀(zhuang)
　　榆(yu)林首(shou)站位于陝(shan)西省(sheng)榆林市榆(yu)陽區(qu)劉家峁村(cun)，爲榆(yu)濟管道(dao)源(yuan)頭，主(zhu)要任務是對接(jie)收天然(ran)氣(qi)進行(hang)增壓(ya)遠輸，并具(ju)備天然(ran)氣分輸功能(neng)，配備天然(ran)氣分輸(shu)計(ji)量撬(qiao)2套，向榆(yu)林市榆(yu)陽區圓恒(heng)能源有限公司供氣(qi)。榆林(lin)首站(zhan)計量(liang)系統(tong)包括:與塔(ta)榆末(mo)站計量比(bi)對超(chao)聲(sheng)流量計(ji):及配(pei)套流量計(ji)算機(ji)各3台、與陝(shan)京首站貿(mao)易交(jiao)接超(chao)聲流(liu)量計(ji)及配套(tao)流(liu)量計(ji)算機(ji)各3台(tai)、向圓(yuan)恒門站(zhan)分(fen)輸計(ji)量貿(mao)易交接 渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 及配套流(liu)量計(ji)算機(ji)各2台(tai)。目前，6台超(chao)聲流(liu)量計運行(hang)良好(hao)、精度(du)高。而(er)分輸計量(liang)撬自(zi)2013年9月投産以來(lai)，輸氣(qi)量約爲1.5×104Nm3/d,工(gong)藝采用兩(liang)路計(ji)量，管(guan)徑爲(wei)DN80，無調(diao)壓裝置，流(liu)量計選用渦輪流量(liang)計，量程爲13~250m3/h，精度(du)爲±0.5級(ji)。運(yun)行三個(ge)月後，該(gai)計(ji)量撬(qiao)存在(zai)的問題顯(xian)現:①初期(qi)，園恒門站所(suo)需氣量小(xiao)，且間(jian)斷用(yong)氣，因而供(gong)氣隻能将(jiang)天然氣充至管(guan)道最大(da)運行壓(ya)力，待門站将管(guan)存天然氣(qi)用完(wan)後再(zai)次供(gong)氣。由(you)于沒有調壓裝(zhuang)置，流量(liang)計(ji)前後(hou)壓差(cha)大，對渦輪(lun)葉片的(de)沖擊過(guo)大，且(qie)節流現象(xiang)嚴重，造成(cheng)流量(liang)計及(ji)計(ji)量管段(duan)結露(lu)、結霜現象(xiang)嚴重(zhong)，嚴(yan)重影響(xiang)計量安(an)全(quan)及計(ji)量正(zheng)确率(lü)。②上遊(you)來氣中(zhong)含(han)水量較高(gao)，流(liu)量(liang)計前(qian)筒式過濾(lü)器負(fu)擔重，且受氣流(liu)沖擊大，濾(lü)芯使用壽(shou)命最長爲(wei)1個月(yue)，設備(bei)損壞(huai)量大(da)，采購(gou)周期(qi)長。③運行穩(wen)定後(hou)，園恒(heng)門(men)站天然(ran)氣液化廠(chang)投産，用氣(qi)量(liang)急(ji)速增(zeng)加，計劃需(xu)求達(da)10×106Nm3/d，原有渦(wo)輪(lun)流量(liang)計量程(cheng)遠(yuan)遠達(da)不到(dao)計量要求(qiu)。因此，榆林(lin)首站(zhan)分輸(shu)計量撬改(gai)造勢在必行。
4.2榆(yu)林首(shou)站分輸計(ji)量系(xi)統(tong)改(gai)造方案及(ji)步驟
(1)改造(zao)方案(an)的選(xuan)定
　　所(suo)選流(liu)量計應滿(man)足以下要求:①量(liang)程比(bi)寬(kuan)，保(bao)證冬(dong)夏季供氣量均(jun)在量(liang)程(cheng)之内;②無(wu)易損部(bu)件(jian)，不易(yi)受沖擊，不受大(da)壓差影響(xiang);③氣體(ti)含水(shui)量對設備(bei)運行(hang)及計量精(jing)度沒(mei)有影響;④計(ji)量精度高(gao)。由于(yu)分輸(shu)量較大，盡(jin)可能減少(shao)計量輸差(cha)。
綜(zong)合(he)考慮(lü)，超聲流量(liang)計性(xing)能優(you)越，可(ke)滿足(zu)需求。故流量計(ji)選用(yong)超(chao)聲(sheng)流量(liang)計，配(pei)備流(liu)量計算機。流量(liang)計規(gui)格爲DN150，流(liu)量适用(yong)範圍爲(wei)35~2210m3/d，介(jie)質溫(wen)度适用範(fan)圍爲(wei)-20~80℃，測量精度爲±0.5級(ji)，重複(fu)性(xing)爲0.1%。
(2)改造方案(an)的實施步(bu)驟
①将進站和出站閥(fa)門(men)關閉并(bing)加盲(mang)闆(pan)。
②安裝現(xian)場流(liu)量計。由于(yu)下遊用氣(qi)量增(zeng)幅較(jiao)大，原計量(liang)裝置管段(duan)管徑(jing)太小，不能滿足(zu)要求，隻(zhi)能(neng)新建計量設(she)施。根據(ju)用氣量(liang)的大小(xiao)，管徑改爲DN150，選用(yong)超聲(sheng)波流(liu)量計。
③安裝超(chao)聲波流(liu)量計(ji)信息(xi)處理(li)系統(tong)。信息處理(li)單元(SPU)通過(guo)RS485通信接口(kou)，經專用通(tong)信電纜(lan)将(jiang)流量(liang)數據(ju)傳(chuan)到(dao)僅表(biao)控制室内(nei)的流(liu)量計(ji)算機通信(xin)接口(kou)上(shang)，由(you)流量(liang)計算(suan)機完成流(liu)量補(bu)償、修正計(ji)算，作(zuo)爲貿易結(jie)算的依(yi)據。
④安裝(zhuang)記錄(lu)信(xin)息(xi)遠傳(chuan)系統(tong)。流(liu)量(liang)計算機通(tong)過RS485輸(shu)出流(liu)量數據(ju)至(zhi)專用(yong)ADAM通信(xin)協議模塊(kuai)上，由ADAM模塊将傳(chuan)送的流量(liang)數據(ju)通信(xin)協議轉換(huan)爲MODBUS标(biao)準通信協(xie)議，再(zai)通過(guo)通信電纜連接(jie)到原(yuan)有調度中(zhong)心傳(chuan)輸數據的專用(yong)RTU内，由RTU系(xi)統向調度中心發送動(dong)态運行計(ji)量數據.
⑤供(gong)氣(qi)系統按(an)規程投産(chan)恢複(fu)供氣(qi)，并對(dui)計量(liang)系統進(jin)行調試(shi)。
4.3改造(zao)後(hou)計(ji)量系(xi)統運行狀(zhuang)況及(ji)效益(yi)
　　榆(yu)林首站(zhan)分輸(shu)計量系統(tong)改造完成(cheng)至今(jin)，運行狀況(kuang)良好(hao)。目前(qian)，分輸量爲(wei)83×104Nm3/d，連續(xu)供氣，瞬時流量(liang)約爲890m3/h，計量(liang)正确(que)，無計量糾(jiu)紛。同時(shi)計(ji)量系(xi)統改造(zao)後(hou)産生(sheng)了顯(xian)著的經濟(ji)效益，具體(ti)表現(xian)爲:
(1)改造(zao)前渦輪(lun)流量計最(zui)大流(liu)量爲250m3/h，改(gai)造(zao)後超(chao)聲流量計最大(da)流量(liang)爲(wei)2210m3/h，按照平(ping)均壓力(li)4MPa計算，改(gai)造後(hou)分(fen)輸(shu)流量(liang)可增(zeng)加(jia)183×104Nm3/d.按(an)照榆林市(shi)工業(ye)天然(ran)氣價格2.4元(yuan)每立(li)方米(mi)計(ji)算，年收(shou)益最(zui)多(duo)可增加(jia)16.47億元(yuan)。
(2)當(dang)天然氣(qi)管輸企(qi)業(ye)輸送(song)多種氣源(yuan)的天(tian)然氣時(shi)，應(ying)根據(ju)在線(xian)色譜分析(xi)儀、溫度(du)和(he)壓力(li)等數(shu)據，合理分(fen)段計算管(guan)存，确(que)保管存(cun)計算的(de)正确(que).
2.4加強(qiang)計量人員(yuan)管理，提高(gao)人員(yuan)素質(zhi)
　　交接(jie)計量(liang)員(yuan)是天然(ran)氣計量(liang)的具體(ti)執行(hang)者，其(qi)責任(ren)心的強(qiang)弱(ruo)直接(jie)關系到計(ji)量正(zheng)确率(lü)。提(ti)高(gao)交接計量(liang)員(yuan)的(de)思想(xiang)素質、業務(wu)素質，杜絕(jue)蓄意的漏(lou)記和渴報(bao)現象(xiang)。

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