天然气计量自动化管理系统研究与应用研究

吴光

摘 要： 天然气计量是天然气交易过程中的重要工作内容，在交易的过程中，需要保证计量的准确性，保证交易的公平性。但是对天然气的计量工作而言，保证计量准确性十分不易。这要科学合理的计量方法，投入大量的计算科学技术，才能实现天然气计量的自动化。

关键词： 天然气计量；自动化管理；系统应用

在天然气的贸易交接中，有很多计量天燃气体积的方法，在计量过程中可以实现对质量和能量的计算。在传统的天然气计量工作中，由于计算方式缺乏系统性，这样在计算过程中就容易导致整个计算环节出现数据差错，当数据更新不及时，就会导致天然气的采集与输出不成比例，降低了天然气企业的经济效益和估算准确度。

时代的进步为天然气的计量方式带来了发展，天然气计量自动化管理系统也在应用和研究过程中。这很大程度的提升了天然气计量工作的准确度和工作效率，让天然气计量工作在管理过程中发挥出更重要的作用。

一、天然气计量的主要工作模式

我国天然气系统大多采用孔板计量装置和流量计算机来构成自动化集成系统。这类系统在应用过程中是为了更好的掌控天然气计量工作中的变化因素。整个计量系统大致分为以下几个部分：

（1）节流装置部分，高级孔板阀法兰取压、差压式孔板节流

（2）变送部分，对流体取静压、差压、温度数值后进行信号的变送完成天然气的计量。另外对计量信号进行分析，确定输出环节。

（3）信號隔离转换，对计量现场的标准信号进行隔离转换，将信号转换为I/O模板可以接收的信号

（4）介质压力，介质压力是在天然气计量工作中需要重点控制的工作部分，天然气在使用过程中受压力和温度因素影响，气体体积流量在计量过程中也会出现变化。因此就需要在计量过程中考虑介质压力等因素，针对介质压力的变化情况矫正天然气计量的误差率。

二、天然气自动化系统的工作原理

2.1分析判定温度变化

在天然气自动化系统，系统持续对温度数据进行采集，分析数据中的压力和差压，确立信号采集周期，之后对天然气的流量进行自动化计量。整个工作过程中的工作时间不超过30s，这样就影响整个天然气系统的工作准确度，提升天然气自动化控制水平同时保证计量工作的工作安全性。

2.2气体变量的数学模型

天然气自动化计量的计算数学模型是按照美国数学协会的第3报告和第8报告进行计量的。在计量过程中对流标两种状态条件下的相对密度、压缩因子、超压缩因子、单位体积的热值进行计量。这样就需要对计算出的密度值和瞬时质量流量做出统计，实现天然气计量自动化工作系统的工作效果。天然气自动计量系统具有较强的工作功能，进行计量工作时具有仪表教研功能，自动维修清洗功能，清洗孔板期间进行天燃气的流量的自动补偿和人工补偿。

2.3计量时间和压力值的控制

对天然气数据进行计量时，需要根据计算参数进行计量操作，这样在计量过程中，就能保证天然气计量数据的完整性，操做人员根据实际情况修改计量参数，保证天然气工作中的温度和压力值符合标准，在固定的时间内自动显示储存数据，录取每天的天然气趋势工作图。系统中的报表机在工作过程中可以自动打印各个时间段的报表，这样有助于更好的了解天然气的流量情况，可以根据各个时间段的数据变化记录相关的曲线。

三、影响天然气自动计量系统准确度的主要因素

3.1计量装置对自动计量系统准确度的影响

调查研究数据表明，孔板流量计在使用过程中具有较高的使用性，在流经前置直管段具有比较理想的计量效果，当流体达到一定状态时，工作准确度可以达到0.75级。

但在目前的计量系统中，计量装置在使用过程中容易出现计量问题，造成节流误差的出现。主要误差因素有孔板版面受损，液体及固体污染物在版面堆积，造成整个版面出现凹凸不平的状况。

3.2计量孔板流量误差因素

在天然气中的孔板流量计算过程中，孔板边缘容易出现局部细小伤痕，这样就造成整个计量过程中出现工作误差，影响计量系统的整体精度。另外对孔板进行测量统计时，需要分析孔板投入使用时的工作数据，测试计量准确度时，数值可达到1%，但持续运行两个月后，整体计量精确度会下降两个百分点，甚至造成工作中更大的工作误差。

3.2A/D转换影响

在进行A/D转换过程中，通常采用12位数字转换法控制转换精度，另外A/D转换模块虽然具有自动校对功能，但是对天然气进行自动计量时，难以实现预期的计量精度。这时就可能在检测过程中带来计量误差。需要通过对组态程序的调试，对计量工作系统进行校对，计量过程中分析计量检测环节中出现的工作变量。

四、天然气自动系统的应用研究分析

4.1流量计

流量计是常见的天然气计量装置，常见的流量计包括速度式流量计和涡轮流量计。用来记录天然气的流动速度，根据速度和时间确定天然气的流量。最终在流量计的表盘上记录流量，根据温度压力等因素，准确核算天然气在某一状态下的流动速度。

4.2容积计算

容积计算也是天然气流量计算的重要方式之一，计算流量由容积式流量计完成计算操作。在计算过程中进行容积切割，再计算被切割空间内部的流量分布值。根据转动次数，计算排出体积数量，得出结论，实现对天然气自动化管理系统的统计效果。

结束语：天然气计量的自动化时未来气流量计量的发展主题，计量过程中将计量理论和计量标准相结合。目的是在气田计量管理工作过程中，提高气田的实际生产效率。天然气的自动计量系统也会结合网络应用技术和先进的通信技术进行完善，在未来形成更合适的天然气计量系统工作管理发展体系。endprint