天然氣流量計量方法

我國天然氣計量通常以體積表示，法定單位是立方米。我國規(guī)定天然氣流量測量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是:壓力為0.101325MPa，溫度為23.15℃。天然氣流量計量方法很多，可用的流量儀表也很多，按工作原理大致分為:差壓式流量計、容積式流量計、速度式流量計3種類型。在計量標(biāo)準(zhǔn)方面，目前世界上多數(shù)國家計量標(biāo)準(zhǔn)逐步向IS05167《用孔板測量充滿圓管的流體的流量》靠攏，我國天然氣計量標(biāo)準(zhǔn)也修訂為SY/T6143-1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計量方法》。

孔板流量計自動計量概況

所謂自動計量，就是利用變送器實時檢測天然氣流量計量中所涉及到的溫度、壓力、壓差等參數(shù)，通過計算機(jī)中的流量計算軟件，實現(xiàn)整個流量測量環(huán)節(jié)中無人工參與的天然氣流量測量。隨著計量技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)運(yùn)用的普及。實現(xiàn)孔板流量計自動化計量的方案較多，目前主要有以下4種模式。

利用單變量模擬變送器分別檢測溫度、壓力、差壓，并將檢測到的電信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA模擬信號送人流量計算機(jī)(或工控機(jī))的數(shù)據(jù)采集卡，通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在流量計算機(jī)(或工控機(jī))上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量以及實現(xiàn)其他輔助功能。此方式屬傳統(tǒng)自動計量模式，缺點為采集、傳輸為模擬信號，抗干擾能力較差，由于信號轉(zhuǎn)換等問題計量精度難以提高，而且硬件較復(fù)雜、中間環(huán)節(jié)較多、可靠性較差。可擴(kuò)展為:單變量變送器+流量計算機(jī)+工控機(jī)，從而實現(xiàn)流量計算與顯示分開，提高系統(tǒng)的可靠性和可視性。

多變量變送器+流量計算機(jī)(或工控機(jī))

利用1臺多變量智能變遞器同時檢測溫度、壓力、差壓等，采用現(xiàn)場總線制，通過數(shù)字信號傳輸，送入流量計算機(jī)(或工控機(jī))數(shù)據(jù)采集卡后上通過流量計算軟件計算出天然氣瞬時流量、累積流量及實現(xiàn)其他功能。此方式硬件連接簡化了許多，提高了系統(tǒng)的可靠性和測量精度。但由于變送器僅檢測測量信號不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此在校準(zhǔn)時必須和流量計算機(jī)一起實行聯(lián)校。采用流量計算機(jī)或工控機(jī)主要區(qū)別在于流量計算部分。流量計算機(jī)是的固化軟件實現(xiàn)計算和數(shù)據(jù)存儲，比較穩(wěn)定可靠，可信任度較高;工控機(jī)上軟件計算一般自主開發(fā)，便于軟件升級和系統(tǒng)維護(hù)，由于計算量大，特別是多路計量時，可靠性稍微差些。為增加系統(tǒng)的可靠性和操作界面直觀化，這種方式也可擴(kuò)展為:多變量變送器+流量計算機(jī)+工控機(jī)，即流量計算機(jī)中實現(xiàn)流量計算，工控機(jī)上實現(xiàn)顯示。

多變量智能變送器+工控機(jī)

此方式與模式2比較，主要區(qū)別是變送器內(nèi)固化了流量處理軟件，使得變送器可以就地顯示瞬時測量參數(shù)和計算瞬時流量，并通過數(shù)字信號傳輸，送入工控機(jī)顯示和實現(xiàn)其他輸助功能。所測量的流量值必須在工控機(jī)上進(jìn)行二次處理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的累積和存儲功能。采用這種方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化，變送器可單校也可聯(lián)校，易于維護(hù)。但由于在工控機(jī)內(nèi)實現(xiàn)流量的累積和存儲，可靠性較差，易造成數(shù)據(jù)丟失。

一體化智能儀表+工控機(jī)

主要利用一體化智能儀表實現(xiàn)了變送器與流量計算機(jī)的一體化。不僅自帶數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)瞬時參數(shù)及流量的顯示，以及累積流量和歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn);而且在儀表的運(yùn)行方面，采取了多種電源保障方式:內(nèi)電池組、太陽能和外接電源等，實現(xiàn)了在無電力供應(yīng)情況下，可以獨立自成計量系統(tǒng)，就地顯示天然氣瞬時流量、累積流量和數(shù)據(jù)的存儲、再現(xiàn)等;正常情況下可通過現(xiàn)場總線和上位機(jī)連接，實行數(shù)字信號傳輸上傳顯示，也可以在工控機(jī)上實行二次數(shù)據(jù)處理，組成的計量系統(tǒng)更加靈活、可靠。采用這種方式，實現(xiàn)了計量數(shù)據(jù)的無憂化，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作更簡單、更可靠、更易維護(hù);不僅可以單校也可以聯(lián)校。采用獨立的計量回路，減少了數(shù)據(jù)傳輸過程的干擾，提高了計量的精度。