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天然氣流量計量異常的判斷依據及方法
發布時間：2017-09-01
隨著科學技術的進步，在流量技術發展領域，各種新型儀表層出不窮，這為流量儀表的選用，提供了廣闊的選擇余地。但當儀表選型確定以后，如何在現場實際應用保證計量儀表的準確、可靠運行，將是每一個計量技術及管理人員面臨的首要問題，尤其是在天然氣流量計量方面，這個問題更顯得突出。這主要是由于天然氣流量計量的動態間接性、多參數性、可壓縮性、連續性、不可復現等原因;其次也由于在礦場集輸過程中集、輸、配場站情況的復雜性與多變性，更增加了準確計量天然氣流量的難度，影響了計量儀表的準確性、可靠性，給集、輸、配、用戶之間帶來了不少的計量糾紛。因此，在實際的工作中，如何及時、準確判斷、發現故障原因，規范處理計量故障、減少計量糾紛、避免矛盾擴大化，以維護企業的經濟利益，樹立企業的良好信譽，是天然氣計量管理人員和技術人員日常工作中的一個重點。
1流量計量異常的判斷依據
在天然氣流量計量中，判斷計量儀表運行是否正常、管網是否有泄漏，通常是通過分析一個特定區域內的計量數據即集輸氣量是否符合集輸平衡原理來判斷的。
所謂集輸平衡原理，就是在一個特定的計量區域內在不考慮管存量和漏失的理想情況下，所有輸人的總氣量，就等于總的輸出量，即而在實際中，由于計量儀表誤差的隨機性和管道輸損的存在，此關系式只是近似的。近似的程度通常用輸差的大小來衡量。輸差又分絕對輸差Δ和相對輸差δ 。
因此通過計算δ ，根據δ 的大小，就可判斷計量儀表運行是否正常、管網是否有漏失、或竊氣現象。
2判斷計量異常的方法
2.1觀察法
根據流量儀表現場顯示的參數、現象、判斷儀表運行是否正常。如:溫度顯示是否異常、與實際相差多大;壓力顯示是否異常、介質壓力是否在儀表允許的范圍內;瞬時流量范圍是否超限運行、或是流量工作點在儀表量程的下限附近運行等等。
2.2對比法
就是將同屬一個壓力系統的不同計量儀表的有關參數或是輔助計量儀表的相關參數進行比較，以檢查儀表是否有參數顯示異常。如溫度參數、壓力參數、輔助壓力表、溫度計顯示的示值等。
2.3替代法
即選用合格的、同規格的儀表替代可疑儀表，以檢查替換前后儀表顯示參數和流量是否有明顯差異，進而判斷被替代的儀表是否正常，以縮小對在用儀表懷疑的范圍。
2.4互換法
即將同規格的、可相互對比的、顯示參數無異常的計量儀表進行互換安裝，觀察互換前后兩臺儀表的運行情況，從而分析判斷是否有儀表運行異常。
2.5減法原理
所謂減法原理，就是在一個集輸平衡系統中，減少一個用戶或是減少一個集氣點時，新系統仍然是一個集輸平衡系統。
其中Qj表示第j個用戶(或集氣點)所用(或集)氣量。
實際判斷時:
如果成立，則說明ΣQj為異常工作儀表。
2.6加法原理
和減法原理同理，就是在一個集輸平衡系統中，增加一個用戶或是增加一個集氣點時，新系統仍然是一個集輸平衡系統。
其中ΣQj表示第j個用戶(或集氣點)所用(或集)氣量。
實際判斷時:
如果則說明Qj為異常工作儀表。
3典型判斷實例
在某集、輸配天然氣站中所用計量儀表均為LUXZ系列智能型旋進旋渦流量計，在投產之后，發現集輸氣量嚴重不平衡，輸差非常大，有時竟高達-40%以上，造成集、輸、用各方無法正常交接，為了降低輸差、解決糾紛，維護各方的利益，開始查找原因。
該集、輸氣站的計量工藝如下:
(1)首先采用觀察法
發現集氣單位的外輸計量表瞬時流量顯示間斷出現零流量、而有瞬時流量時顯示卻異常的高，該計量表為LUXZ一100B一1.0/1.6MPa工作壓力在pg =0.6MPa時，流量范圍為350一5250 m3/h(標態)運行瞬時流量qv為850一480m3/h，遠高于柳企1#進站總計量和用戶合計的瞬時流量qv為380一480m3/h;故而懷疑衛氣1#站外輸計量表，因流量計的量程過大，流量工作于下限附近，受外界信號干擾，造成數據失真。
(2)分析論證
為了確定由觀察分析得出的結論是否正確，采用替代法，在衛氣1#站外輸的旁通管道上安裝了一臺剛檢定合格的流量計(LUZX一80B一1.0/1.6MPa)該流量計在pg = 0.6MPa下，其流量范圍為154~2380m3/h(標態)，安裝后儀表運行的瞬時流量為580一650m3/h，說明觀察法得出的判斷是正確的。
(3)采用互換法
經過替代法替換儀表后，輸差雖然有所下降，但仍然較大。
因此，根據表1，考慮使用互換法，以檢查柳企1#進站計量儀表，在拆卸該流量計時，發現該表已嚴重損壞:在流量計的上游進氣口有大約30cm3大的石塊，流量計的旋渦發生體已內陷4cm，且旋渦發生體的葉片也有兩片斷裂，故該表記錄的流量信號嚴重失真。因此，將故障儀表拆除，啟用備用流量計。備用表運行穩定后，衛氣1#外輸與柳企1#進站數據(備用表)非常吻合，但與下游用戶的流量仍相差大約150m3/h。通過此事表明，盡管在某一小區域內計量數據符合集輸平衡原理，但并不表示計量儀表的運行就是正常的，說明分析問題要樹立全局的觀念，以免誤導。
根據柳企1#站內輸差的情況，為了盡快在7個用戶的計量儀表中即要找到故障儀表，又要不影響其它企業的正常生產，避免矛盾擴大化，并維護企業的經濟利益，因此，開始采用加法和減法原理進行判斷。
在實驗中，由于所有流量計都在一個站內，因此，采用了用瞬時流量qv代替累計流量Q來說明問題，這樣做并不影響判斷、分析的準確性。
從實驗數據可以明顯地看出，用戶2#的流量計是故障儀表，且影響量約為150~160m3/h.(5)采用加法原理，實驗數據如下:
從實驗數據上分析，明顯可以看出用戶2#的流量計屬于故障儀表，而且從進一步的驗證中可驗知道，用戶2#所少計量的氣量，正好和用加法原理、減法原理中用作對比的絕對輸差數據相吻合，即總的輸差量相吻合，這也就是說明，在7個用戶中只有用戶2#的表現出了故障。
經將用戶2#的流量計拆卸檢定、檢查，果然是其發生了機械故障，剔除后，柳企1#站內的輸差也恢復了正常。
4結束語
通過實例的分析，可以知道，在分析、判斷、查找故障儀表的過程中時，經常需要動用多種判斷方法，通過逐步排除的方式，最終才可能找到故障儀表或是產生輸差的原因。筆者在此是通過智能旋進旋渦流量計在天然氣中的使用的一個實例來說明各種判斷方法的，在實際的工作中，由于各種儀表的工作原理、使用范圍、流體介質等特性，還有許多其它的判斷方法需要我們去研究探討。
摘自：中國計量測控網
