計量天然氣集輸計量技術(shù)的發(fā)展張云鄒潤廖德云王存?zhèn)ブ袊性吞锓止咎烊粴猱a(chǎn)銷廠(河南濮陽457162)摘要隨著天然氣市場和業(yè)務(wù)的發(fā)展,計量技術(shù)顯得越來越重要。為降低生產(chǎn)成本、加強銷售監(jiān)督、優(yōu)化計量管理,中原油田天然氣產(chǎn)銷廠不斷提高計量技術(shù)水平,逐步實現(xiàn)計量精細化管理。關(guān)鍵詞天然氣自動計量PLC流量計Abstract With the development of natural gas market and business, measuring technology appears to be more and more important. Inorder to reduce the production cost, strengthen the sale supervision, optimize measuring management, the natural gas production andsale factory in Zhongyuan oilfields constantly improve the measuring technology and gradually realize the fineness management ofKey words natural gas; automatic measurement; PLC; flowmeter天然氣作為一種清潔、高效的能源,其開發(fā)利用基本形式之一,工控機作為計量系統(tǒng)的核心,實時采越來越受到重視。天然氣產(chǎn)銷廠是中原油田分公司集現(xiàn)場的壓力、差壓、溫度、熱值、流量等天然氣工況下屬的集天然氣勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、集輸為一體的專參數(shù),通過工控機組態(tài)軟件完成天然氣流量計算,并業(yè)化單位。天然氣計量包括天然氣集輸過程中壓力、具有存儲歷史數(shù)據(jù)、報表和歷史趨線、報警和流程動溫度、熱值、流量(能量流量和質(zhì)量流量)的測量,是畫等功能,如連人網(wǎng)絡(luò)也可以將計量數(shù)據(jù)向管理層整個生產(chǎn)經(jīng)營過程中一項很重要的基礎(chǔ)工作,是生延伸產(chǎn)、經(jīng)營中重要的控制參數(shù),計量數(shù)據(jù)的準確性直接基于工控機的自動計量系統(tǒng)按功能主要分為兩影響企業(yè)效益。同時,準確計量還是集輸管網(wǎng)安全運個部分(圖1):現(xiàn)場設(shè)備和站控系統(tǒng)行的“眼睛”,是指導我們科學合理組織、調(diào)配、控制(1)站控系統(tǒng):包括流量計算機、數(shù)據(jù)采集鏈路和巡線的依據(jù)。天然氣產(chǎn)銷廠計量技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷T作站等;了人工取數(shù)、電話匯報,基于工業(yè)控制計算機(以下(2)現(xiàn)場設(shè)備:主要是進行天然氣參數(shù)測量的各簡稱工控機)的自動計量技術(shù)以及基于PLC的自動種計量儀表。計量技術(shù)發(fā)展3個階段。1.1.2儀表選型1計量技術(shù)發(fā)展根據(jù)天然氣集輸氣量和運行壓力,選用的計量儀表主要分為差壓式流量計和速度式流量計。早期計量技術(shù)采用機械式計量儀表,比如雙波工作站紋管差壓計,通過從記錄曲線上取值的方式進行計量,存在計量數(shù)據(jù)準確性受人為因素影響,匯報不及站控系統(tǒng)組分數(shù)據(jù)時等缺點。后來發(fā)展成變送器配積算儀的計量方式,流量計算機這種方式避免了從記錄曲線上取值帶來的人為附加壓力信號溫度信號氣象色譜儀流量信號誤差。隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的應(yīng)用,發(fā)展成基于工控機的自動計量系統(tǒng)和基于PLC的自動計量系統(tǒng)。流量計1.1基于工控機的自動計量技術(shù)1.1.1結(jié)構(gòu)組成圖1基于工控機的自動計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基于工控機的自動計量技術(shù)是計量技術(shù)發(fā)展的(1)孔板流量計。天然氣集輸系統(tǒng)大多采用標準計量孔板配二次儀表的計量模式。標準孔板流量計具有確性和可靠性。但是,基于工控機的自動計量系統(tǒng)也標準化程度高,現(xiàn)場使用維護方便,適合天然氣大流存在以下3個方面的問題量計量場合。標準孔板流量計的測量原理是:當天然(1)計量系統(tǒng)的穩(wěn)定性差。① Windows系統(tǒng)隨著氣流經(jīng)管道內(nèi)的標準孔板時,天然氣將在標準孔板補丁的增加運行越來越慢;②工控機聯(lián)網(wǎng)容易遭受處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力降低,這病毒侵襲導致計量系統(tǒng)出現(xiàn)故障甚至癱瘓樣在標準孔板前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)(2)計量儀表種類繁雜,規(guī)格型號多,驅(qū)動不兼生的壓差愈大,因此可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。容。不同廠家儀表信號輸出方式和通訊協(xié)議不同,聯(lián)孔板附近流速和壓力分布如圖2所示。人自動計量系統(tǒng)常出現(xiàn)兼容性的問題。(3)難以實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)遠傳共享?；诠た貦C的自動計量系統(tǒng)曾采用OPC技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳共享工控機同時要運行組態(tài)軟件、驅(qū)動程序和OPC服務(wù),數(shù)據(jù)量大、任務(wù)繁重,極易導致死機,數(shù)據(jù)很難實時遠傳共享和組態(tài)。12基于PLC的自動計量技術(shù)由于油田經(jīng)營管理精細化水平不斷提高,對天然氣集輸自動計量系統(tǒng)提出了更高的要求。為了解管壁上的壓力變化管道軸心線上的壓力變化決目前自動計量系統(tǒng)存在的問題,對新自動計量系圖2孔板附近流速和壓力分布圖統(tǒng)提出以下幾個方面的要求:①計量數(shù)據(jù)更加準確標準孔板配備的二次儀表主要是流量管理器和可靠;②自動計量系統(tǒng)穩(wěn)定性高;③系統(tǒng)可擴展能力多參數(shù)變送器。流量管理器自帶壓力和差壓變送器強,能滿足現(xiàn)場計量點改造的需要;④實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)完成天然氣生產(chǎn)過程中的壓力和差壓的測量,外接遠傳共享、實時分析和監(jiān)控管理。的鉑熱電阻完成天然氣溫度的測量。流量管理器具隨著信息技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展,PC技術(shù)有強大的天然氣流量計算功能,通過其內(nèi)置的流量在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。它以其穩(wěn)定性高計算方法軟件,對采集的壓力、差壓和溫度信號進行兼容性好、可擴展能力強、具有防雷防浪涌能力等優(yōu)處理,完成天然氣流量計算。同時,流量管理器還可點為工業(yè)用戶提供行而有效的解決方案。為此,我們將天然氣的壓力值、差壓值、溫度值、瞬時量和累積在天然氣自動計量系統(tǒng)中引人PLC技術(shù),結(jié)合現(xiàn)場量等多種信息以RS232/RS485信號輸出,支持實際需要建成基于PLC的自動計量系統(tǒng)。ROC協(xié)議和 Modbus協(xié)議。多參數(shù)變送器測量天然1.2.1結(jié)構(gòu)組成氣的差壓、靜壓,通過外接的鉑熱電阻完成天然氣溫基于PIC的自動計量系統(tǒng)按功能分為3個部度的測量,由于自身無法完成流量計算,需要傳至流分(圖3):現(xiàn)場設(shè)備、站控系統(tǒng)和調(diào)度管理。量計算機(工控機)完成。計量服務(wù)器2)速度式流量計。速度式流量計是以直接測量封閉管道中滿管流流動速度為原理的流量計。常用的有超聲波流量計、旋進旋渦流量計、渦街流量計和組分數(shù)據(jù)渦輪流量計。速度式氣體流量計一般由流量傳感器(RTU和顯示儀表組成,與流量測量配套的還有壓力傳感壓力G號毒度你號器或變送器、溫度傳感器或變送器。流量計算機對采氣掌色語僅流信號集到的流量計脈沖信號和溫度、壓力參數(shù)進行運算,得到天然氣標況流量。1.1.3特點基于工控機的自動計量系統(tǒng)實現(xiàn)了天然氣計量圖3基于PLC的自動計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖過程中相關(guān)參數(shù)的自動采集、計算,并生成計量報站控系統(tǒng)選用的PLC采用模塊化設(shè)計,模塊豐表、形成歷史趨勢等功能提高天然氣流量計量的準富擴展能力強,各種計量儀器儀表輸出有標準4計量20mA信號、RTD信號、脈沖信號、RS485信號,可以另外,給CPU模塊設(shè)置獨立的IP,通過自帶網(wǎng)絡(luò)接分別釆用PC系統(tǒng)的AI模塊、RTD模塊、高速計數(shù)口經(jīng) Intranet上傳廠級計量服務(wù)器。模塊和通信轉(zhuǎn)換模塊分別接收,再由CPU模塊進行服務(wù)器端搭建計量專用服務(wù)器,由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理和交換,它能輕松進行整數(shù)和浮點運算,通設(shè)備和客戶端組成(圖4),計量服務(wù)器用于存儲站過自帶通信接口以 Modbus協(xié)議傳至計量工控機。場PLC系統(tǒng)上傳的計量數(shù)據(jù),同時安裝 Oracle數(shù)據(jù)計量服務(wù)器客戶端湖覽客戶端瀏覽Modbus/ToP解eb應(yīng)用服務(wù)客戶端瀏覽圖4計量服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖庫、數(shù)據(jù)采集程序和web在線監(jiān)控軟件,以B/S模式完成計量數(shù)據(jù)的發(fā)布。2結(jié)論1.22特點天然氣計量技術(shù)的發(fā)展正在朝著自動化、智能(1)基于PLC的自動計量技術(shù)的應(yīng)用解決了傳化和遠程控制的方向發(fā)展,未來天然氣計量方式也統(tǒng)計量系統(tǒng)存在的驅(qū)動不兼容問題,計量工控機釋將逐步從體積計量向能量計量過渡。放數(shù)據(jù)計算和處理任務(wù),不再連入網(wǎng)絡(luò),避免病毒侵襲。[參考文獻](2)數(shù)據(jù)采集不再依賴數(shù)據(jù)采集卡,改由 PLc []/T608200定進旋渦流量計測量天然氣流郵S相應(yīng)模塊完成,穩(wěn)定性高、采集周期短、數(shù)據(jù)刷新快。2]GBT21446-2008用標準孔板流量計測量天然氣流量!l流量計算也從計量工控機的組態(tài)軟件改為PLC的[3]蔣大旭鄭開銀天然氣自動計量教程[M]北京:中國計量出版社2005:346-362CPU模塊處理,運算速度快、數(shù)據(jù)處理能力強。4]劉忠?；?Modbus/rCP協(xié)議的以太網(wǎng)監(jiān)控軟件的設(shè)計與實現(xiàn)(3)通過Web在線監(jiān)控系統(tǒng)完成了各站場生產(chǎn)工業(yè)控制計算機,2008(2):6-7數(shù)據(jù)的實時發(fā)布,為管理部門、生產(chǎn)部門、調(diào)度部門和銷售部門提供實時數(shù)據(jù),可隨時進行現(xiàn)場計量數(shù)■作者簡介據(jù)的實時分析和監(jiān)控管理,達到對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化張云(1962-),男,本科,現(xiàn)從事天然氣集輸及計量管理管理。本文編輯:黃永場收稿日期:2012-03-30烏石化安全運動會圓滿結(jié)束2012年6月19日,烏魯木齊石化公司舉辦的鳥石化深入推行安全經(jīng)驗分享工作,印發(fā)《反違以“珍愛生命、關(guān)注健康、我要HSE"”為主題的“安康章禁令安全學習手冊》、《“反三違”故事集》;積極開杯”安全運動會圓滿結(jié)柬。這次活動包括氣防救護、展“安全理念進社區(qū)、入家庭、到班組”等特色活動,危險源辨識及安全知識競賽等項目。公司和各基層安全形勢保持較好態(tài)勢。單位黨政干部主動參賽,營造了濃厚的安全文化氛(尉立崗摘自www.cnpc.com.cn2012-07-01圍