摘要:天然(rán)氣是(shì)一種高效(xiào)、清潔燃料和(hé)優(yōu)質化工原(yuán)料，随(suí)着天然氣資源(yuán)勘探(tàn)開發(fā)的不(bú)斷深入(rù)，以(yǐ)及天然氣在現代(dài)化工業和日(rì)常生(shēng)活中應用的日(rì)益普及，長距離(lí)、大口徑、高流量(liàng)的輸氣管(guǎn)線層出不窮。而大輸(shū)量下(xià)選(xuǎn)擇(zé)何種流量計進(jìn)行貿(mào)易交(jiāo)接，也(yě)成了(le)買賣(mài)雙方最爲關心的問題。分(fèn)析了超(chāo)聲流量(liàng)計 應(yīng)用現(xiàn)狀及(jí)特點(diǎn)，論述了超(chāo)聲流量計(jì)的系(xì)統組(zǔ)成和運行模式，以及(jí)将該流量(liàng)計運用于(yú)榆林(lín)首站分輸(shū)計量(liàng)撬(qiào)的(de)改造(zào)方案、經濟效益及應用前景。超(chāo)聲流量計(jì)在榆濟管道然氣計(jì)量中應用(yòng)
1超聲(shēng)流量計(jì)應用現(xiàn)狀
　　超聲(shēng)氣(qì)體流量計量程(chéng)大、精度高、重複性好、壓損小、工件不易老化、使用壽(shòu)命長(zhǎng)無可(kě)動部(bù)件、機(jī)械(xiè)制造工(gōng)藝相對簡單、維(wéi)護簡(jiǎn)便，具(jù)有(yǒu)投資與運行(háng)費用(yòng)低、管理(lǐ)方便等(děng)突出(chū)優點，受到(dào)越來越多用戶(hù)的歡(huān)迎(yíng)。
　　管道作(zuò)爲中石(shí)化(huà)第一(yī)條自行建設的(de)長距離、大口徑(jìng)、高流(liú)量的輸氣(qì)管道，年(nián)設(shè)計(jì)輸氣量30×109nm3，遠期目标(biāo)40×109nm3，管道轉(zhuǎn)輸處多(duō)采用(yòng)超(chāo)聲流量(liàng)計，共計38台。僅榆(yú)濟管道的源(yuán)頭(tóu)榆林首站中，采(cǎi)用超聲流量計(jì)8套，其中5套(tào)用于貿易(yì)交接，3套用(yòng)于計量比對。所(suǒ)對應的上遊塔(tǎ)榆末站(zhàn)，采用了(le)與榆濟管道榆(yú)林首站(zhàn)同樣的(de)超聲流量計計(jì)量系統。在(zài)管道運行4年(nián)裏，超聲(shēng)流量(liàng)計(jì)運(yùn)行穩定(dìng)，從(cóng)未(wèi)進行過(guò)大型維修工(gōng)作，每兩(liǎng)年(nián)進行一次檢定(dìng)，檢(jiǎn)定結(jié)果均(jun1)合格，系統(tǒng)精度(dù)在(zài)±0.5%以(yǐ)内，且(qiě)未出(chū)現(xiàn)過計量(liàng)糾紛。
2超聲(shēng)流量計特點(diǎn)
　　超聲流(liú)量計與(yǔ)孔闆流量計(jì)、渦輪流量(liàng)計等傳統(tǒng)流量計相比有(yǒu)如下(xià)特點(diǎn):①測量管徑(jìng)大;②測量範圍廣(guǎng);③不受流體參數(shù)影響;④可實現(xiàn)雙(shuāng)向計量。超聲流(liú)量計(jì)也存在一些缺(quē)點:①傳感器的(de)安(ān)裝要求高(gāo);②對直管段(duàn)要求嚴格;③交叉幹擾(rǎo)對測量精度影(yǐng)響大(dà);④檢定困難(nán)。
3超聲(shēng)流(liú)量(liàng)計計(jì)量系統組(zǔ)成及運行(háng)方式.
3.1超聲流量(liàng)計計量系(xì)統組(zǔ)成(chéng)
　　超聲流量計計量系統(tǒng)包括超聲(shēng)流量(liàng)計及所配套的流量計(jì)算機。流量計(jì)結(jié)構主要分爲三部分:流(liú)量計本體、超(chāo)聲換能器(qì)、信号處(chù)理單元。
3.2超聲流量計(jì)計(jì)量(liàng)系統運行(háng)方(fāng)式
　　超聲(shēng)流量計與流量(liàng)計算(suàn)機配套使(shǐ)用，後(hòu)者将前者(zhě)測得(dé)的工沉流量加以顯(xiǎn)示、修正、轉(zhuǎn)換，獲得标(biāo)況流量，并(bìng)及時(shí)反映流(liú)量計的(de)故障(zhàng)及報(bào)警信息(xī)，保證計量系(xì)統的連續(xù)性及正确(què)率(lǜ)。包括正(zhèng)常測量(liàng)模式、診斷模(mó)式(shì)以及故(gù)障模式三者運行模式。
4超(chāo)聲(shēng)流(liú)量計(jì)的應(yīng)用
4.1榆(yú)林首站(zhàn)計量系(xì)統原(yuán)狀(zhuàng)
　　榆林首站位(wèi)于(yú)陝西省(shěng)榆林市榆陽區(qū)劉家峁村，爲榆(yú)濟管道源頭，主(zhǔ)要任務(wù)是對接(jiē)收(shōu)天然氣(qì)進行(háng)增壓(yā)遠輸，并具(jù)備天(tiān)然氣分輸(shū)功能，配(pèi)備(bèi)天然(rán)氣分輸計(jì)量撬2套，向榆林市榆(yú)陽區(qū)圓恒(héng)能源有限公司(sī)供氣(qì)。榆林首站計量(liàng)系統(tǒng)包括:與塔(tǎ)榆末站計(jì)量比(bǐ)對超聲流(liú)量計(jì):及配套流(liú)量計算機各3台、與陝(shǎn)京首(shǒu)站貿(mào)易交(jiāo)接超聲流量計(jì)及配(pèi)套流(liú)量計(jì)算機各3台、向圓恒門站分輸計(jì)量貿易(yì)交接 渦(wō)輪(lún)流(liú)量計 及配(pèi)套流量計算機(jī)各2台。目前(qián)，6台超聲流量(liàng)計運行(háng)良好、精(jīng)度高。而(ér)分輸計量撬自(zì)2013年9月(yuè)投産以來，輸氣量約(yuē)爲1.5×104nm3/d,工(gōng)藝采用(yòng)兩路計量，管(guǎn)徑(jìng)爲dn80，無調(diào)壓裝置(zhì)，流量計(jì)選用(yòng)渦(wō)輪流量(liàng)計，量程爲13~250m3/h，精度(dù)爲±0.5級。運(yùn)行三個月後(hòu)，該(gāi)計量撬存在(zài)的問題顯(xiǎn)現:①初期，園(yuán)恒門站所需氣量小(xiǎo)，且間斷(duàn)用氣，因(yīn)而供(gòng)氣(qì)隻能将(jiāng)天然氣充至管(guǎn)道最大(dà)運(yùn)行壓(yā)力，待門站(zhàn)将管(guǎn)存天(tiān)然氣用完後再次供氣。由(yóu)于沒(méi)有調(diào)壓裝(zhuāng)置，流量計(jì)前後壓差(chà)大(dà)，對(duì)渦輪(lún)葉片的沖擊過(guò)大，且節(jiē)流現象嚴重，造(zào)成流量計及(jí)計量(liàng)管(guǎn)段結露、結霜(shuāng)現象(xiàng)嚴重，嚴重影響計量(liàng)安全及計量正(zhèng)确率。②上遊(yóu)來氣中含水(shuǐ)量(liàng)較高(gāo)，流(liú)量計前(qián)筒式過(guò)濾器負(fù)擔重，且受氣流(liú)沖擊大，濾芯使(shǐ)用壽(shòu)命(mìng)最長爲(wèi)1個月，設(shè)備(bèi)損壞(huài)量大(dà)，采購(gòu)周期(qī)長。③運行穩(wěn)定後，園(yuán)恒門站(zhàn)天然(rán)氣液化廠(chǎng)投産(chǎn)，用氣(qì)量急速增(zēng)加，計劃需求達10×106nm3/d，原有(yǒu)渦輪流量(liàng)計量程遠遠達(dá)不到計量要求(qiú)。因此(cǐ)，榆(yú)林(lín)首站分輸(shū)計量撬改造勢在(zài)必(bì)行。
4.2榆(yú)林首(shǒu)站分輸計(jì)量系統改造(zào)方案及(jí)步驟
(1)改造(zào)方案的(de)選(xuǎn)定
　　所(suǒ)選流(liú)量計(jì)應滿足以下要求:①量(liàng)程比寬，保證冬(dōng)夏季供氣(qì)量均(jun1)在量(liàng)程之内;②無(wú)易損(sǔn)部件(jiàn)，不易(yì)受(shòu)沖擊(jī)，不受大(dà)壓差影響(xiǎng);③氣體(tǐ)含水量(liàng)對設備(bèi)運行及(jí)計量精(jīng)度沒(méi)有影響;④計量精度高(gāo)。由于(yú)分輸量(liàng)較(jiào)大，盡(jìn)可能減少(shǎo)計量(liàng)輸差。
綜(zōng)合考慮(lǜ)，超聲(shēng)流量(liàng)計性(xìng)能優(yōu)越，可滿足(zú)需求。故流(liú)量計(jì)選用超聲(shēng)流量(liàng)計，配備(bèi)流量計算機(jī)。流(liú)量計規(guī)格(gé)爲dn150，流量(liàng)适用(yòng)範圍(wéi)爲35~2210m3/d，介(jiè)質溫(wēn)度适用範圍爲(wèi)-20~80℃，測量精(jīng)度爲±0.5級，重複(fú)性爲(wèi)0.1%。
(2)改造(zào)方案的實(shí)施步(bù)驟
①将進站(zhàn)和出站閥門(mén)關閉并(bìng)加盲(máng)闆。
②安裝現場流(liú)量(liàng)計(jì)。由于(yú)下遊用氣(qì)量增(zēng)幅較(jiào)大，原計量(liàng)裝置(zhì)管(guǎn)段(duàn)管徑(jìng)太小(xiǎo)，不能滿足(zú)要求(qiú)，隻(zhī)能新建計量設施。根據(jù)用氣(qì)量的大小，管徑改爲dn150，選用超聲波流(liú)量計。
③安裝超聲波流(liú)量計(jì)信息處理(lǐ)系統。信息(xī)處理(lǐ)單元(spu)通過(guò)rs485通信(xìn)接口，經(jīng)專(zhuān)用通(tōng)信電(diàn)纜将流量數據傳到僅表(biǎo)控制(zhì)室(shì)内的流量計算機(jī)通信(xìn)接口上，由流量(liàng)計算機完成流(liú)量補償、修正計(jì)算，作(zuò)爲貿易(yì)結(jié)算的依據(jù)。
④安裝(zhuāng)記錄(lù)信息遠傳(chuán)系統(tǒng)。流量(liàng)計算機通過rs485輸(shū)出流(liú)量數(shù)據至(zhì)專(zhuān)用adam通信協議模塊(kuài)上，由adam模塊将傳(chuán)送的流(liú)量(liàng)數據(jù)通信協議(yì)轉換(huàn)爲modbus标準通信(xìn)協議，再通過通信(xìn)電纜連接(jiē)到原(yuán)有調(diào)度中心傳(chuán)輸數據的專用(yòng)rtu内，由rtu系統向調(diào)度中心發送動态運行計(jì)量數(shù)據.
⑤供(gòng)氣系統按規程投産恢複(fú)供氣(qì)，并對計量系統進行調試(shì)。
4.3改造後計量系(xì)統運(yùn)行狀(zhuàng)況及(jí)效益(yì)
　　榆林首站(zhàn)分輸計量(liàng)系統(tǒng)改造完成至今(jīn)，運行(háng)狀況(kuàng)良好。目前(qián)，分輸量爲(wèi)83×104nm3/d，連續供氣(qì)，瞬時(shí)流量約爲890m3/h，計量(liàng)正确，無計(jì)量糾(jiū)紛。同時計量系(xì)統改(gǎi)造(zào)後(hòu)産生(shēng)了顯著的經濟(jì)效益，具體(tǐ)表現爲:
(1)改(gǎi)造前渦輪(lún)流量計(jì)最大流(liú)量爲(wèi)250m3/h，改造後超(chāo)聲流量計(jì)最大(dà)流量爲2210m3/h，按(àn)照平(píng)均壓力(lì)4mpa計(jì)算，改造後分輸(shū)流量(liàng)可增加183×104nm3/d.按(àn)照榆(yú)林市(shì)工業(yè)天然(rán)氣價格2.4元(yuán)每立(lì)方米計算(suàn)，年收益最多可增加16.47億元(yuán)。
(2)當天然氣(qì)管輸(shū)企業輸送(sòng)多種氣(qì)源的天(tiān)然氣時，應根據在線色譜分析儀、溫度和壓力(lì)等數據，合理分(fèn)段計算管(guǎn)存，确(què)保管存計算的(de)正确(què).
2.4加強(qiáng)計量(liàng)人員(yuán)管理，提高人(rén)員素質
　　交接(jiē)計量員是天(tiān)然(rán)氣計量的具體(tǐ)執行(háng)者，其責任(rèn)心的強弱直接關系到計量正(zhèng)确率(lǜ)。提高交接(jiē)計量員的(de)思想(xiǎng)素質(zhì)、業(yè)務素質，杜絕蓄意(yì)的漏記(jì)和(hé)渴報(bào)現象(xiàng)。

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