天然氣計量智能化檢定研究

趙波

摘要：天然氣一般采用管道輸送，計量具有連續性和長期性的特點，一旦出現計量誤差，長年累月之后，這個誤差將非常大。因為天然氣計量誤差的存在，導致天然氣計價存在偏差，引發了很多貿易糾紛問題。因而，如何能夠準確地計量天然氣用量成為亟待解決的一個關鍵問題，得到了社會各界的關注。西方發達國家對天然氣的計量技術比較成熟，研究和生產了多種型號的天然氣計量儀表。現階段中國在工業生產中常用到的天然氣儀表主要為渦輪流量計、腰輪流量計。

關鍵詞：天然氣;計量;智能化

引言

針對天然氣在使用過程中出現計量偏差是主要需要解決的問題，天然氣的使用過程中由于各方面的原因容易出現誤差的現象，導致計量計算不準確，對工作生活都造成了不良影響。

1天然氣計量誤差產生的原因

1.1安裝故障導致計量出現誤差

在天然氣的計量表或者說是流量計的安裝上來說，其實是十分關鍵的。在現實之中，囿于現實條件的不同，所以每個地方的安裝都是不同的，比如因為條件空間有限，所以在安裝的過程中出現安裝的管道通道不合理，或者是存在一些扭曲現象，對于現有的安裝過程中，計量器或者是流量計等的計量儀器的安裝上存在安裝到了不合理的地方，以至于計量器的計量上出現不精確不合理的現象，然后也會導致已安裝的計量器的計量上存在的問題，出現一定的誤差，所以來說，安裝的一些問題也會導致天然氣的計量上出現誤差。

1.2渠道彎曲，管道內部消耗

在天然氣管道中，囿于各種地形條件的限制所以導致出現各種不同的現象，以至于天然氣在管道或者是渠道中消耗了一部分，囿于渠道管道的彎曲，所以導致天然氣在計量上的存在與事先所需要的那些天然氣計量上存在著一些誤差，但是對于渠道的消耗和管道的彎曲上，因為開啟閥門是同步的，但是關閉閥門是存在一定的延遲現象，也就是說，存在著閥門關閉，但是天然氣的釋放上還是存在著持續的現象，囿于這個方面的原因，所以導致出現計量上存在誤差。

1.3節流裝置內存在一些阻礙

在天然氣的管道裝置內或者說是天然氣的節流裝置內存在著一些阻礙，所以導致計量上存在誤差現象，但是這種原因可能是囿于工作人員的管道工作的過程中囿于各種方面的原因使得帶入或者說遺留了一些東西，所以導致存在阻礙天然氣的計量出現誤差，以至于對于氣款的控制天然氣的閥門上存在著一些不好的現象。

2天然氣計量智能化

2.1基于數字孿生體的智能檢定

通過研究合理約束條件設定，采用水力仿真軟件運用工藝管線布局與運行數據、設備技術參數、檢定數據，建立站場工藝流程的局部管網、穩態水力分析模型;運用檢定歷史數據及實時數據，建立機器學習算法開發并訓練壓力、流量調節的智能控制器，建立檢定站優化控制分析預測方法，實現水力仿真與智能控制器的交互運行，預期達到水力仿真與智能控制器交互預測模型精準匹配，同時與站場工控系統實時通訊。檢定作業需求下達至數字孿生體，通過智能控制器與仿真模型多次試驗迭代，快速實現多方案優劣驗證與比對分析，自動計算最優解。最優解指令下達至站控系統啟動流程智能切換邏輯，按照檢定規程及校準規范開展檢定或校準作業。在自控系統，建立工藝模擬仿真模型與智能控制器，利用物理模型、運行歷史數據通過等比例情景再現真實的生產狀態，集成多物理量的仿真過程，在虛擬空間完成映射，直觀形象地對工藝流程進行數字化管理，作為控制模擬及預測輔助工具。智能控制器與工藝模擬軟件數據實時通信，共同計算控制邏輯并將調整命令發送至站控系統控制調節閥門邏輯操作。站控系統以通訊方式將數據傳遞給檢定系統，進行檢定數據計算，上傳至數據中心。基于數字孿生體的智能檢定可全方位、多角度、多維度展示檢定全過程，直觀動態反映設備、區域等資源狀態，深入細化仿真數據統計，輔助檢定質量追溯定位問題根源。實現了智能運行、智能檢定的需求，同時極大提高檢定作業的效率。仿真模型與現實系統并行運行，確保與實時生產數據互聯，直觀展示設備狀態及系統性能，全面提升管理可視化水平，便于遠程監控與運維。

2.2基于大數據的生產計劃排程與動態調整

智能檢定管理平臺能夠統一管理南京、廣州、武漢三地檢定業務，包括檢定計劃制定安排、合同辦理、樣品收發、檢定校準作業操作、檢定校準證書流轉等業務的過程管理。該系統具備在線系統、APP系統及微信公眾號三種形式，可通過在線展示、文件導出、模板打印等多種方式實現數據的輸出。在制定檢定計劃時，檢定管理平臺將根據庫存流量計數量和類型，自動匹配提出結合送檢時間、流量計技術參數核算后的最優拆裝量方案，實現基于大數據的生產計劃排程與動態調整。在樣品收發環節，采用立體倉庫的智能堆棧系統，流量計輸送至入庫緩存區，人工完成組盤后，物料碼綁定，系統分配庫位，通過貨型檢測的物料由堆垛機搬運至指定貨位。立體倉庫系統中采用負載均衡，先進先出的策略優化倉儲管理，使整個流量計倉儲的運作流程、信息處理等達到迅速、準確、及時的效果，入出庫管理、盤庫、報表等工作量變得簡單快捷，減少人工操作出現的錯誤率，完成檢定收發環節的雙向追溯和跟蹤。檢定管理平臺與智能堆棧系統交互，全面提升了分站管理工作的系統化、規范化、自動化水平，提高了工作效率和管理水平，避免了重復勞動，間接降低了勞動成本。

3結束語

通過智能化研究與管理，不僅能夠解決“三站一中心”分散管理帶來的安全管控風險、計量檢定質量管控風險、合規及獨立性運營風險，更能夠極大地提升機構運行效率，節約大量的人力、物力資源。所建立的計量檢定數據中心，已形成了行之有效的多結構信息化雛形，同時計量檢定數據中心留有計量檢定機構數據傳輸接口，可為全面提升天然氣計量檢定行業整體信息化、自動化、智能化、數字化水平服務，為天然氣計量檢定領域構建全國一體化的數據管控中心，奠定了技術基礎。