淺談天然氣自動計量系統的運行和維護

摘 要：天然氣作為一種優質能源，極大程度地滿足了經濟發展的能源需求，天然氣管道工業時隨著時代發展，也得到了前所未有的發展。隨著經濟的快速發展、科技的不斷進步，對天然氣計量提出了更高的要求，傳統計量系統已難以滿足現代計量要求。數字化、網絡化、自動化將成為天然氣計量發展的必然趨勢。本文簡述了天然氣計量的各種方法，重點闡述了天然氣自動計量系統的工作原理，討論了自動計量系統中常見的故障及其維修方法。

關鍵詞：天然氣 自動計量系統 原理 故障 維修

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0102-02

1 關于天然氣計量

在我國，天然氣計量的法定單位是立方米/秒（m3/s）。由于天然氣體積會隨著壓力、溫度的變化而變化，所以為了方便計量，必須要將某種狀態規定為標準狀態。我國的天然氣計量標準狀態是，溫度：293.15開爾文（K為熱力學溫度標準，國際制溫度單位），絕對壓力：0.101325 兆帕斯卡（MPa），在未特殊指定狀態的情況下，都是上述標準下的天然氣計量。對于天然氣計量，方法有多種，使用的計量儀表也多種多樣。根據儀表工作原理，可將天然氣計量劃分為差壓式計量、容積式計量、速度式計量。

2 天然氣自動計量系統的組成原理

3 天然氣自動計量系統的常見故障及其維護措施

由于天然氣自動計量系統的運作是連續不間斷的，所以在運作過程中常會出現故障，造成計量失準，或者中斷系統運作。正確、及時地排除故障，恢復自動計量系統的政策運行是系統維護工作的重要內容。由于自動計量系統本身結構復雜，加之運行的長期性，加大了系統出現故障的幾率，自動計量系統的故障問題主要包括了硬件系統和軟件系統兩個大方面的故障。

3.1 硬件系統—— 直流電源故障

故障的具體表現是組態軟件（人機界面）界面顯示的數據不變，或者沒有流量、差壓、壓力、溫度等顯示。

針對這一故障，首先要查看流量變送器的顯示狀況，無顯示表明無正常供電，此時要先查看變送器的電源插頭有無松動，若插頭無松動，就要使用萬用表測試直流電源和電壓，若表頭電源插頭無電壓，說明供電線路發生了斷路，查找斷點并進行連接修復；若電源和電壓都正常，則說明是變送器出現故障。其次，若直流電源無輸出，就要檢查交流電源。若輸入電流不正常，就要檢查電源開關的閉合情況、電源正常與否；若輸入電流正常，就要檢查直流保險，若保險損壞，更換保險即可修復，若保險正常就說明電源損壞。

3.2 硬件系統—— 交流電源故障

一種故障表現是天然氣自動計量系統整體都不工作，其他供電正常；另一種故障表現是除控制計算機不工作外，顯示器和其他供電都正常。

針對第一種故障，首先要檢查插頭有無松動、開關是否閉合，若正常就測量插座或開關處的電源，若電壓為220 V就查看UPS電源是否正常供電，若正常就查看保險情況，若保險正常就檢查UPS輸出電壓，在電壓不正常就說明是UPS故障。針對第二種故障，首先要查看電源開關，若閉合開關后仍無供電，就要檢查計算機電源插頭有無接觸不良或松動、主機保險有無損壞。

3.3 硬件系統—— 變送器及管理器故障

3.3.1 故障表現：計算機顯示值和表頭差壓值不相等

該種故障出現的原因是回零操作不當，使差壓值在變送器的單向受壓下超出了差壓值允許范圍，對于這樣的差壓值計算機會判定為異常數據，從而保持原值顯示，而表頭則顯示疊加后的差壓值。針對這一故障，要先停止計量點，幾分鐘以后再啟用計量點，在差壓值回零后，再開啟現場儀表。為避免出現該類故障，操作人員一定要防止回零、排污操作中的單向受壓。

3.3.2 故障表現：雷雨天氣后，常常無法上傳計量數據

這一故障的產生原理是由于傳輸線路的周圍會在雷雨天氣產生強烈的沖擊電壓，若系統接地不良、或沒有避雷裝置，就很容易使計算機、儀表受損。該故障是因為雷雨天氣產生的重啟電壓損壞了儀表的通訊模塊，因此更換新的通訊模塊就可修復故障。

3.4 軟件故障—— 人機界面無顯示

故障的具體表現是人機界面沒有數據顯示，但現場儀表正常運作。針對這一故障，首先要查看計算機驅動程序的工作情況（有無實時更新和計量數據），若有數據更新，一般都可能組態軟件出現故障，重啟軟件即可恢復，該故障不影響計量數據的正確性；若驅動程序無數據更新，則說明驅動程序出現了故障，將其重新啟動即可恢復數據更新，該類故障會對計量數據產生一定影響，所以排除故障后還要修正流量。

3.5 軟件故障—— 不對小流量進行計算

故障的具體表現是在有小流量的天然氣流經管道，流量數值無變化。該故障產生的原因是系統中的小信號截斷值設置過大。由于管道中即使無氣流經過也會存在低信號，通過小信號截斷就可以避免在該種情況下造成錯誤計量，但是若管道中的流量較大、壓力較高，很小的差壓下也可得出較大的流量值，所以不可設置過大的小信號截斷值。針對這一故障，依據實際情況，適當將小信號截斷值調小即可避免這種計量誤差。

4 結語

由于天然氣自動計量系統涉及的專業知識眾多，如程序設計、傳感器技術、通訊技術、計算機技術等，而且組成原理復雜，所以其維護工作相對困難。對于系統維護人員來說，必須掌握相關專業知識，如系統的組成原理、流量計算方法、系統結構等等，才能準確判定系統運行中的各類故障，及時排除故障，保障系統的平穩運行。

參考文獻

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