周小州 劉星辰

摘要：隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，各種企業(yè)對(duì)能源的要求越來(lái)越高，并且天然氣開(kāi)發(fā)以及使用的技術(shù)也逐漸趨于成熟，隨著日漸增長(zhǎng)的天然氣使用流量，對(duì)天然氣使用過(guò)程中的流量監(jiān)測(cè)要求越來(lái)越高，但是技術(shù)人員的技術(shù)以及能力熟練程度提升空間已經(jīng)不大，隨著天然氣使用流量逐漸增大，如何有效的完成天然氣在大流量下的計(jì)量檢定，成為天然氣工藝發(fā)展改革的必經(jīng)之路，本文通過(guò)對(duì)水利計(jì)量設(shè)備的研究，通過(guò)對(duì)大流量水利系統(tǒng)中智能監(jiān)控流量以及對(duì)流量進(jìn)行智能調(diào)控的工藝，進(jìn)行調(diào)查模擬，研究如何在此基礎(chǔ)上改進(jìn)得到一套更加適用于天然氣大流量計(jì)量檢測(cè)以及智能調(diào)節(jié)的設(shè)備工藝。

關(guān)鍵詞：天然氣;大流量;計(jì)量檢測(cè)

一、引言

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的天然氣使用量在逐年提升，天然氣日均使用流量越來(lái)越大，這也就使得在日常的天然氣流量計(jì)量檢測(cè)中，對(duì)產(chǎn)品工藝、設(shè)備質(zhì)量以及設(shè)備智能程度提出了更高的要求;作為國(guó)內(nèi)的石油天然氣行業(yè)巨頭集團(tuán)，中國(guó)石油以及中國(guó)石化按照國(guó)家質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)，依托各自的天然氣管道網(wǎng)絡(luò)，建立健全了多種不同規(guī)模的天然氣計(jì)量方式，并且設(shè)立不同種類的天然氣計(jì)量檢測(cè)點(diǎn)，如大慶油田天然氣計(jì)量檢定點(diǎn)以及國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站成都分站等一系列的計(jì)量檢查點(diǎn)，全都是由中國(guó)石油以及中國(guó)石化集團(tuán)公司建立的。

二、研究背景

為了解決整個(gè)華南地區(qū)的天然氣使用以及日常的天然氣流量計(jì)量監(jiān)測(cè)要求，天然氣集團(tuán)決定由中國(guó)石油投資，在廣東地區(qū)建立計(jì)量檢定分站，下面本文將以廣東天然氣計(jì)量檢定分站的建設(shè)過(guò)程，以及使用到的技術(shù)設(shè)備水平進(jìn)作為基礎(chǔ)，來(lái)對(duì)我國(guó)整體天然氣大流量下的計(jì)量檢定改革創(chuàng)新提出一些可行建議，對(duì)于廣州天然氣計(jì)量檢測(cè)站的技術(shù)設(shè)定，基本參照于西氣東輸南京計(jì)量檢定中心的天然氣流量計(jì)量設(shè)備以及工藝要求，而相對(duì)于其他檢定站來(lái)說(shuō)，廣東由于天然氣使用流量較大，因而在監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的每日天然氣流量以及計(jì)量程度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出于其他站點(diǎn);根據(jù)南京站的技術(shù)要求，計(jì)量裝置主要分為次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置、被壓調(diào)節(jié)裝置、天然氣組分檢測(cè)系統(tǒng)以及流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置等一系列的設(shè)備工藝，但是面對(duì)廣東站的巨大天然氣流量來(lái)說(shuō)，此類設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠達(dá)到日常的監(jiān)測(cè)使用標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)，由于此類設(shè)備的精度不能夠滿足如此大的流量需求，也會(huì)對(duì)實(shí)際操作中的結(jié)果精確程度以及使用安全性產(chǎn)生一定的影響，并且在此類技術(shù)的操作過(guò)程中，都需要人工來(lái)對(duì)流量調(diào)節(jié)、對(duì)設(shè)備檢測(cè)操作以及整體檢驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行逐步完成，但是面對(duì)設(shè)備質(zhì)量水平不能夠滿足如此巨大的流量需求的情況，設(shè)備承受壓力過(guò)高，可能會(huì)對(duì)技術(shù)人員的操作過(guò)程帶來(lái)安全隱患，同時(shí)由于技術(shù)人員的技術(shù)熟練程度以及操時(shí)間長(zhǎng)短不能夠再有大幅度的提升，所以造成在大流量天然氣使用過(guò)程中計(jì)量的時(shí)間效率不能夠有效提升;本文通過(guò)對(duì)廣東水利檢查站的流量檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行研究，以期望建立仿真的天然氣流量計(jì)量檢測(cè)設(shè)備，來(lái)減少在整體計(jì)量操作過(guò)程中的人工干預(yù)程度，可以實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)檢測(cè)以及智能調(diào)節(jié)。

三、水利流量監(jiān)測(cè)模型

在進(jìn)行技術(shù)改革的初步，首先要選定一個(gè)水站，來(lái)對(duì)其中的水利流量計(jì)量監(jiān)測(cè)體系進(jìn)行建模，本文選定的就是廣州檢定分站的水利結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過(guò)模型建模軟件，可以將整個(gè)檢定站的主要設(shè)備分為以下幾個(gè)部分：分別是檢定臺(tái)、次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置、調(diào)節(jié)閥組區(qū)以及調(diào)壓撬部分等一系列工作裝置。然后在模型基礎(chǔ)上，針對(duì)模型的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)分析，就是假設(shè)如果有水流量通過(guò)，來(lái)分析它的水流量檢測(cè)路徑以及工作原理，并且通過(guò)對(duì)水量大小的不同改變來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)水流量的自動(dòng)檢測(cè)調(diào)控，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)水流不斷改變后，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，然后通過(guò)模型比對(duì)得出結(jié)果以后，再根據(jù)真實(shí)的水量下水利水電站中計(jì)量水量以及水流調(diào)控的設(shè)備進(jìn)行結(jié)果比較，如果結(jié)果真實(shí)，則說(shuō)明模型建立有效，如果存在偏差，則對(duì)模型進(jìn)行繼續(xù)改進(jìn);根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，建立的模型能夠很好的模擬在廣州水站中對(duì)水流量的計(jì)量以及自動(dòng)調(diào)節(jié)情況。

然后通過(guò)此模型來(lái)改變管道內(nèi)部的流體性質(zhì)，將水利流動(dòng)變成天然氣的流動(dòng)過(guò)程，并且由于天然氣與水流的壓力存在一定的差距，所以根據(jù)公式換算，可以將水流的壓力根據(jù)天然氣的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行換算，以確定整個(gè)系統(tǒng)在使用設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)整體的流量承載能力以及調(diào)控?cái)?shù)據(jù)的掌控;通過(guò)管道輸氣流量的基本公式可以得知，在水阻系數(shù)與天然氣系數(shù)比例為α定值的情況下，管道所受壓力與管徑成正比，同時(shí)可以根據(jù)這一條件來(lái)計(jì)量天然氣中的管壁壓力，然后根據(jù)公式可以得出

并且可以由水的壓力來(lái)推算出，在整個(gè)管道系統(tǒng)中氣體流量壓力，并且通過(guò)壓力以及管徑比例可以推算出單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的氣體流量，然后將此數(shù)據(jù)反饋給電腦中控系統(tǒng)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，并且對(duì)流量進(jìn)行一個(gè)精確的統(tǒng)計(jì);在此過(guò)程中，大大減少了人工干預(yù)的程度，有效提升了在天然氣大流量計(jì)量過(guò)程中的安全性以及工作效率問(wèn)題。

四、模擬效果

在模型的設(shè)計(jì)中，兌流量設(shè)置可以分為以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，從3000立方米每小時(shí)到5000、4000、4500立方米每小時(shí)的單位時(shí)間流量進(jìn)行變化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)后臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，從3000立方米開(kāi)始，氣體流量逐步增加的過(guò)程中，管壁上的壓力基本是成比例變化，而上升到4500立方米每小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管道壓力的快速波動(dòng)，并且在5000立方米每小時(shí)的流量以上，管道壓力開(kāi)始急速增大，根據(jù)邏輯推理，如果流量超過(guò)這一限定，可能會(huì)對(duì)設(shè)備管道的使用壽命產(chǎn)生損害，所以在進(jìn)一步的使用過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)管道以及管道使用材料的選定，避免在使用過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題以及對(duì)流量監(jiān)測(cè)調(diào)控的不準(zhǔn)確性。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著天然氣流量使用的不斷增大，以及時(shí)代的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的設(shè)備逐漸趨于智能化，可以通過(guò)智能手段來(lái)進(jìn)行天然氣流量的監(jiān)測(cè)與調(diào)控，可以大大減少人工干預(yù)，從而提高效率。并且，對(duì)天然氣流量實(shí)現(xiàn)更加智能合理的劃分調(diào)控。

本文實(shí)驗(yàn)研究成果還是停留在對(duì)水利系統(tǒng)的參考，以及模型的建立程度上;在實(shí)際操作過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行適度的改進(jìn)，并且在使用過(guò)程中對(duì)于真實(shí)的天然氣流量以及調(diào)控比例都有一個(gè)更加準(zhǔn)確的認(rèn)知，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比來(lái)進(jìn)行不斷調(diào)節(jié)完善，最終達(dá)到預(yù)期效果，來(lái)實(shí)現(xiàn)天然氣大流量計(jì)量檢定工藝的主動(dòng)控制。

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