淺談氣體超聲計(jì)量系統(tǒng)的模塊化檢查

黃鑫　劉麥倫　顏辭

摘 要 針對(duì)目前天然氣管輸企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中計(jì)量系統(tǒng)故障引發(fā)的輸差問(wèn)題，指出應(yīng)建立計(jì)量系統(tǒng)模塊化的檢查方法。在當(dāng)前技術(shù)和給管理現(xiàn)狀的條件下對(duì)計(jì)量系統(tǒng)的整體構(gòu)成進(jìn)行了探討，提出了計(jì)量系統(tǒng)模塊化檢查的理論和檢查分析方法。

關(guān)鍵詞 計(jì)量系統(tǒng) 模塊化 輸差

中圖分類號(hào)：TE937 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1氣體超聲計(jì)量系統(tǒng)模塊化概述

天然氣超聲波計(jì)量系統(tǒng)主要由超聲波流量計(jì)、壓力溫度檢測(cè)儀表、色譜分析儀和流量計(jì)算機(jī)組成，主要工作原理為超聲波流量計(jì)測(cè)量管道內(nèi)天然氣的工況流量，壓力、溫度檢測(cè)儀表分別測(cè)量在線壓力、溫度，色譜分析儀分析天然氣實(shí)時(shí)組分，流量計(jì)算機(jī)采集工況流量、壓力、溫度和氣質(zhì)組分從而計(jì)算出天然氣標(biāo)況流量。以上每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度都會(huì)影響整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

模塊化分析是指解決一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)自頂向下逐層把系統(tǒng)劃分成若干模塊的過(guò)程，有多種屬性，分別反映其內(nèi)部特性。

我們把氣體超聲計(jì)量系統(tǒng)按照模塊化進(jìn)行劃分，將氣體超聲計(jì)量系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)儀表模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、氣質(zhì)分析模塊、流量計(jì)算模塊和管存計(jì)算模塊。這樣在分析計(jì)量系統(tǒng)發(fā)生故障產(chǎn)生輸差這一復(fù)雜問(wèn)題按照幾個(gè)模塊分別分析，從而快速找到發(fā)生故障的設(shè)備或錯(cuò)誤的軟件配置，進(jìn)而解決計(jì)量系統(tǒng)的輸差問(wèn)題。

2計(jì)量系統(tǒng)模塊化檢查分析步驟

下面我們以丹尼爾氣體超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，假定該計(jì)量系統(tǒng)出現(xiàn)較大計(jì)量輸差，可按以下步驟進(jìn)行模塊化檢查分析

2.1現(xiàn)場(chǎng)儀表模塊的檢查

現(xiàn)場(chǎng)儀表模塊主要包含超聲波流量計(jì)、壓力變送器和溫度變送器。當(dāng)出現(xiàn)計(jì)量輸差問(wèn)題時(shí)，首先需要確認(rèn)的是超聲波流量計(jì)是否在檢定周期內(nèi)，超聲波流量計(jì)運(yùn)行是否正常，觀察正常運(yùn)行時(shí)工況流量是否在流量計(jì)計(jì)量允許范圍內(nèi)，確保流量計(jì)正常運(yùn)行時(shí)最好在拐點(diǎn)流量以上，利用MeterLink軟件連接超聲波流量計(jì)，對(duì)流量計(jì)的各聲道流速、平均流速、各聲道聲速、平均聲速、各聲道信號(hào)質(zhì)量、各聲道增益和各聲道信噪比以及回路旋渦角、交叉流、流速剖面系數(shù)、對(duì)稱性等指標(biāo)進(jìn)行檢查，同時(shí)還應(yīng)該選取溫度保持恒定的時(shí)間段關(guān)閉流量計(jì)前后閥門對(duì)流量計(jì)進(jìn)行零流量測(cè)試并對(duì)流量計(jì)進(jìn)行聲速核查以確定超聲波流量計(jì)的整體運(yùn)行情況是否正常。現(xiàn)場(chǎng)壓力變送器和溫度變送器主要是查看是否在檢定范圍內(nèi)，并對(duì)其量程進(jìn)行查看，檢查現(xiàn)場(chǎng)變送器量程與流量計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置量程是否對(duì)應(yīng)，同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查壓力變送器的零點(diǎn)是否正常，螺紋連接處和卡套連接處是否有漏氣現(xiàn)象，因?yàn)檩p微滲漏也會(huì)對(duì)計(jì)量造成非常大的影響。

2.2數(shù)據(jù)傳輸模塊的檢查

超聲波流量計(jì)和色譜分析儀與流量計(jì)算機(jī)多采用RS485的通訊方式進(jìn)行連接，應(yīng)重點(diǎn)檢查流量計(jì)與流量計(jì)算機(jī)的連接是否正常，信號(hào)線是否有松動(dòng)現(xiàn)象。壓力變送器和溫度變送器與流量計(jì)算機(jī)多采用的是4-20mA的模擬量信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，長(zhǎng)時(shí)間的使用容易造成信號(hào)線的老化從而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行檢查時(shí)可在現(xiàn)場(chǎng)使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器連接變送器信號(hào)線發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與流量計(jì)算機(jī)上傳數(shù)值進(jìn)行比對(duì)的方法確認(rèn)是否是信號(hào)線老化造成了通訊過(guò)程中壓力、溫度信號(hào)數(shù)據(jù)的采集異常。

2.3氣質(zhì)分析模塊的檢查

天然氣的組分變化時(shí)天然氣的相對(duì)密度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)和工況下的壓縮系數(shù)都會(huì)產(chǎn)生很大的變化，這會(huì)直接影響流量計(jì)算機(jī)對(duì)標(biāo)況天然氣體積流量的計(jì)算。因此，計(jì)量系統(tǒng)產(chǎn)生較大的輸差時(shí)，應(yīng)對(duì)色譜分析儀的運(yùn)行情況進(jìn)行著重的檢查，首先應(yīng)該對(duì)標(biāo)氣、載氣以及樣氣的采集壓力進(jìn)行檢查，同時(shí)對(duì)色譜分析儀進(jìn)行在線標(biāo)定，以確保色譜分析儀運(yùn)行正常，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置色譜分析儀的定期自動(dòng)標(biāo)定，確保色譜分析儀的數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)。

2.4流量計(jì)算模塊的檢查

流量計(jì)算模塊的檢查主要是指對(duì)流量計(jì)算機(jī)的檢查，流量計(jì)算機(jī)是計(jì)量系統(tǒng)的核心組成部分之一，其主要作用是采集現(xiàn)場(chǎng)工況流量數(shù)據(jù)、壓力、溫度以及氣體組分等數(shù)據(jù)，并根據(jù)AGA-8、AGA-NX-19或SGERG-88標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得出修正后的標(biāo)況流量數(shù)據(jù)，同時(shí)可與上位機(jī)進(jìn)行通訊用于度采集數(shù)據(jù)，與調(diào)壓系統(tǒng)進(jìn)行通訊用于壓力、流量的相互調(diào)節(jié)，因此流量計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障會(huì)直接影響天然氣流量造成輸差的產(chǎn)生。對(duì)流量計(jì)算機(jī)的檢查主要從報(bào)警信息、數(shù)據(jù)讀取和數(shù)據(jù)計(jì)算三部分進(jìn)行檢查分析。首先要檢查流量計(jì)算機(jī)是否有報(bào)警信息；其次核對(duì)壓力、溫度、組分?jǐn)?shù)據(jù)是否與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)相同，尤其要注意是否有壓力、溫度值超限造成流量計(jì)算機(jī)壓力、溫度參數(shù)采取定值的情況發(fā)生；最后應(yīng)該對(duì)流量計(jì)算機(jī)的核算功能進(jìn)行校對(duì)，丹尼爾流量計(jì)算機(jī)可現(xiàn)將流量計(jì)算機(jī)設(shè)置為維護(hù)模式，然后給定固定氣體流速、氣體組分、壓力和溫度，核算出標(biāo)況流量與廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比表進(jìn)行比對(duì)，從而檢查出流量計(jì)算機(jī)的核算功能是否正常。

2.5管存計(jì)算模塊檢查

天然氣長(zhǎng)輸管道的輸差等于銷氣量與進(jìn)氣量和管存變化量之差，假定進(jìn)氣量和銷氣量都測(cè)量準(zhǔn)確，管存量的計(jì)算就顯得尤為重要，在排查計(jì)量系統(tǒng)產(chǎn)生輸差的原因時(shí)也應(yīng)對(duì)天然氣管存的計(jì)算進(jìn)行檢查。天然氣管存的計(jì)算受天然氣組分、壓力和溫度的影響較大，在管道實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中溫度的采集受氣候干擾最大，因此要著重排除是否是因?yàn)闇囟鹊牟杉l(fā)生了故障影響了管存的計(jì)算從而最終影響了輸差的計(jì)算。

3結(jié)束語(yǔ)

天然氣的準(zhǔn)確計(jì)量關(guān)系到供需雙方的根本利益，而影響氣體超聲計(jì)量系統(tǒng)正常運(yùn)行的因素眾多，利用模塊化的檢查分析方法能在一定程度上指導(dǎo)快速找到影響計(jì)量系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要因素。本文對(duì)影響氣體超聲計(jì)量系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要幾個(gè)因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，如何更加徹底解決計(jì)量系統(tǒng)異常引發(fā)的輸差問(wèn)題還需要更深層次的研究分析。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 18604-2014，用氣體超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量[S].

[2] GB/T 18603-2014，天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求[S].endprint