閥式孔板流量計在天然氣流量測量中的應用

于國軍

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

閥式孔板流量計在天然氣流量測量中的應用

于國軍

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

閥式孔板流量計實現了變送器與流量的一體化而自成計量系統，不僅自帶數據庫可實現瞬時參數和流量的顯示及累計流量和歷史數據的再現，而且可以通過現場總線與上位機連接，利用MES數據采集系統在上位機上實行二次數據處理，組成的計量系統更加靈活可靠。

天然氣；閥式節流裝置；計量；測控系統

某石化公司煉油廠多年來一直無總表計量，始終以3路天然氣之和進行監督結算，致使天然氣進廠量計量誤差較大［1］。為提高天然氣進廠量的計量精度，在天然氣總管線上增加流量、溫壓補償計量系統，為天然氣計量結算提供準確的計量數據。該計量系統投用后，進廠總管天然氣流量、溫度和壓力數據將集中采集到控制室內的DCS系統并實時進行溫壓補償，可以實時監控計量參數的變化，減少計量糾紛。

1 控制方案和控制要求

1.1 控制方案

在天然氣管線上安裝閥式孔板節流裝置、壓力變送器、熱電偶分別測量差壓、壓力、溫度，3路信號均為4～20 mA信號通過信號分配器進入天然氣計量測控系統。該系統可以分別對體積流量、質量流量的各瞬時流量、累計流量進行選定并進行瞬時流量的顯示、累計流量的存儲，可對選定流量進行定時打印。通過計算機軟件在監控計算機上顯示動態工藝流程圖、歷史數據曲線、報警狀態圖及天然氣的相關數據參數。并可自動或手動輸入修改天然氣氣質和物性數據、相對密度、測量管內徑、壓力、差壓、溫度的儀表量程、時鐘數據及通訊參數，MES數據采集系統通過RS485與監控計算機相連，對數據進行遠傳并實時監控［2］。

1.2 控制要求

（1）系統的I/O卡件具有光電隔離功能。（2）系統準確度等級為0.1%。

（3）系統掃描時間、系統掃描周期不可以超過0.5 s。

（4）計量測控系統具有溫壓補償運算功能。

（5）通過計算機軟件在監控計算機上顯示（瞬時的計量數值顯示）、累計功能，歷史數據和趨勢顯示60 d以上，可隨時查詢功能，可人工選時形成定點結算報表保存在硬盤中，計量流程圖顯示功能，改變參數或操作記錄功能，報警功能。

（6）系統設有操作權限，具有分級密碼保護功能。

（7）模塊具有RS422/RS485數據連接口和MODBUS通訊協議，監控計算機具有OPC通訊借口，系統具有網絡通訊功能和故障診斷功能。

（8）適應車間和分廠數據管理的需要，編制相應的數據報表。

2 閥式孔板流量計的應用

（1）閥式孔板節流裝置的設計符合GB/ T2624-94、SY/T6143-2004、ISO 5167-1、AGA Report No.3等標準的有關要求。用于制造閥式孔板節流裝置的材料符合SY/T 0599、NACE MR0175等標準［3，4］。

（2）高級閥式孔板節流裝置設有上、下密封腔，以及特殊的滑閥部件，不用旁設附加管線，不需拆卸管道，不需停止介質輸送，即可實施檢查或更換孔板，操作快捷、方便，裝置密封可靠。

（3）高級閥式孔板節流裝置上、下腔間的密封副采用具有自潔功能的全硬密封結構。閥板和閥座均采用不銹鋼材料（用于高含硫介質時，還要堆焊硬質合金），并設有注脂輔助密封結構，閥板在彈性件和介質壓力的雙重作用下，始終緊貼閥座密封面，有效防止閥座、閥板密封面上污物的沉淀和結垢，內部密封件的性能能滿足現場的使用要求，裝置為零泄漏。

（4）閥式孔板節流裝置配套直管段與用戶工藝管線管徑相同，通道經過精確加工后，表面粗糙度和尺寸精度高于GB/T2624、ISO 5167-1等標準的要求［5］。

（5）按要求配套提供配對的法蘭和墊片、螺栓、螺母、墊圈等緊固件，法蘭標準采用JB/ T82.2-94或按業主要求的任意標準，材料為20鋼或業主要求的材料，焊接端加工有30°的坡口和1/16的鈍邊，并且，焊接端尺寸和厚度與管道尺寸一致，可保證與用戶工藝管線可靠焊接，安全工作。

（6）高級和普通閥式孔板節流裝置設計、加工精度高，孔板的安裝定位采用專利結構，有嚴格可靠的安裝精度，計量精度可達±0.5%。該專利結構的特點是定位面采用上定位和側定位結構，避免了常規的下定位由于裝置下腔積污而造成的定位差。同時，該結構的定位面與裝置通道面的加工是一次裝夾加工而成，避免了定位面加工的積累誤差對孔板在裝置中的定位的影響。

（7）用于孔板密封的密封膠圈，選用航空橡膠，整體壓制而成，用于含硫介質的氟橡膠耐腐蝕、抗老化、磨損小，工作溫度-40～250℃，能適應含H2S、CO2、Cl-天然氣、凈化天然氣、人工煤氣、輕烴、凝析油等介質條件。

（8）閥式孔板節流裝置均配有材料為不銹鋼的排污閥、取壓閥，取壓閥連接螺紋為R1/2或1/2NPT。高級閥式孔板節流裝置還帶有不銹鋼放空閥、平衡閥。

（9）閥式孔板節流裝置孔板導板等部分內件和部分暴露件表面均作特種Ni-P合金催化處理，具有優良的耐腐蝕性、耐磨性、抗折性和抗沖擊性，表面硬度不低于HV600，工作溫度為-196～850℃。能有效的防止零部件銹蝕，使孔板的提升靈活無卡滯。

3 結束語

該計量測控系統計量數據平穩準確，有效地解決了貿易交接之間的糾紛。數據報表在線定時打印，數據采集系統對各種參數進行實時跟蹤，減少現場設備由于巡檢不到位而造成的故障，避免由此而引起的數據丟失。

［1］中國石油天然氣集團公司.SY/T6143-2004用標準孔板流量計測量天然氣流量［S］.北京：中國標準出版社，2004：9-12.

［2］潘丕武.天然氣計量技術基礎［M］.北京：石油工業出版社，2013：39-42.

［3］蔡武昌.流量測量方法和儀表的選用［M］.北京：化學工業出版社，2001：18-21.

［4］程偉.天然氣自動化計量系統的應用探討［J］.天然氣工業，2004（10）：136-138.

［5］中國石油天然氣集團公司.GB/T18603-2014天然氣計量系統技術要求［S］.北京：中國標準出版社，2012：9-12.

Application of valve-type orifice flowmeter in natural gas flow measurement

Yu Guojun
（Oil Refinery of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163711，China）

Valve-type orifice flowmeter realized the integration of transmitter and flow and so formed its own metering system,not only its built-in database can realize transient indication of parameters and flow and the representation of cumulative flow and historical data,but also can connect with the upper computer through the fieldbus,use MES data acquisition system to implement secondary data treatment on the upper computer,and the formed metering system is more flexible and reliable.

natural gas;valve-type throttling device;metering;measurement and control system

TH814

B

1671-4962（2017）04-0036-02

2017-04-25

于國軍，男，工程師，2004年畢業于齊齊哈爾大學自動化專業，現從事天然氣計量管理工作