天然气长输管道自动计量系统稳定性的分析

天然气长输管道自动计量系统稳定性的分析

刘小燕1罗江林2

1中石油管道有限责任公司西气东输分公司武汉管理处湖北武汉4300732中石油管道有限责任公司西气东输分公司苏北管理处江苏连云港222346

摘要：在天然气长输管道供应管理中，天然气长输管道计量工作属于重要内容，而天然气长输管道自动计量系统是实现这一任务目标的重要设备，发挥着十分重要的作用，因而需要合理应用该系统。在天然气长输管道自动计量系统应用过程中，确保系统稳定性十分必要，而为能够使系统稳定性得到保证，应当充分了解稳定性影响因素，以更好应对这些影响，也就能够更好确保系统稳定性。

关键词：天然气长输管道；自动计量系统；稳定性；影响因素

引言

天然气长输管道自动计量系统是一个高度集成和智能化的现代电路仪表系统，主要由涡轮流量计、超声波流量计、智能变送器等组成。随着天然气长输管道的普及，天然气长输管道自动计量系统的应用越来越广泛，智能仪表技术、计算机网络技术和自动控制技术的发展，进一步推动了天然气长输管道自动计量系统的普及，降低了硬件投入和维护成本，成为现代天然气长输管道工业发展的重要基础设备。计量数据的准确性和效率在一定程度上保证了天然气长输管道行业的稳定发展。但由于各种原因，如设计未充分考虑使用情况、施工方法不合理等原因，严重影响了天然气长输管道自动计量系统的稳定性。为此，进行分析，找出天然气长输管道自动计量系统的优化方案。

1、影响天然气长输管道自动计量系统的主要因素

1.1信息采集和变换单元

信息采集与转换单元是收集天然气长输管道生产与输送全过程信息的设备，必须面对复杂多变的使用环境。因此，变换装置经常受到外部自然环境的影响。如果不及时维修和保养，会出现以下问题：1）仪表设计和选型中不能考虑未来的使用环境。因此，设备会老化、进水或腐蚀，影响其正常使用。2）部分管道中的天然气长输管道往往含有水和油污染，在运行过程中极易造成损坏。3）部分采集流量计的度数低于现场工作的最大值，导致流量计无法测量最大值或受到高值指针的影响，导致故障。4）未合理接地或未采取足够的防雷措施，导致雷击或浪涌，导致仪表故障。

1.2通信和连接单元

通信和连接单元通常设置在控制室内，并通过通信线路连接。控制电力和通信线路通常通过挖沟、掩埋、穿管敷设和沿电缆沟敷设来完成。由于特殊的工作环境，其主要因素如下：1）通信采集模块由于缺乏必要的防雷和浪涌保护措施，易受雷电和浪涌的影响；2）由于没有必要的屏蔽和保护措施，外部电缆会产生电磁干扰。通信信号的噪声，影响数据的准确性；3）通信电缆的辐射过程；由于初始施工工艺或二次施工不当的影响，受损部分也会因湿度和风化的影响而出现信号偏差和不稳定。有时问题也会影响现场仪表和控制仪表的安全。4）通信线路不能按标准规范接地，造成系统不稳定，所以无法正常工作。

1.3流量数据计算和处理单元

除了基本的硬件设备外，功能单元还包含软件系统，因此影响功能单元稳定性的因素也包括两个因素。主要问题集中在以下几个方面：1）流量计算机、PLC和工控处理器缺乏必要的防雷和浪涌保护措施，会导致雷击和过流损坏，影响整体安全稳定；2）系统电源易发生故障和损坏。由于防雷、浪涌保护不当；3）软件系统设计缺陷导致了现实；4)系统需要来自通信和连接单元的实时通信数据，因此网络通信模块的故障很容易导致系统不稳定甚至数据采集。5）计算机、PLC等联网系统在公用网络中会受到计算机病毒的影响，导致系统故障甚至瘫痪。6）现场仪表多，并行串行口类型复杂。由于系统升级或软件更新导致的兼容性问题，采集模块和驱动程序无法与更新后的系统兼容，导致使用失败。

2、天然气长输管道自动计量系统稳定性的提升策略

2.1合理设计及选型

由于仪器仪表、流量计算机及通信模块与PLC系统等类型比较多，在进行设计及选型时应当从现场情况及环境条件等方面入手进行综合考虑。首先，在天然气长输管道中有水及油污存在的情况下，首先应当考虑在工艺部门配备分离除尘等相关设备，以确保在流量计或者计量仪表中经过的天然气长输管道能够与计量条件要求想满足。其次，对于流量计及仪表选型，应当保证与现场工况条件相符合。比如，对于标准孔板流量计而言，其流量范围比较窄，在流量范围比较大的场合并不适用，可选择气体涡轮流量计、气体超声波流量计以及腰轮流量计等相关内容。第三，在进行系统设计过程中，不但要对资金投入进行考虑，并且应当注意配置系统电源防护、防雷及防电涌等相关保护措施。此外，在现场工况能够得到满足的基础上，应当尽可能选择具有相同通信协议且具有较高稳定性的相关产品，从而使系统复杂性及维护难度降低，使系统互换性得以提升。

2.2规范施工

在天然气长输管道自动计量系统实际应用过程中，为能够使其稳定性得到更好保障，规范施工也是十分重要的一个方面。首先，对于自动计量系统，应当依据实际需求对保护接地、信号回路接地以及屏蔽接地等进行合理设置，并且应当保证接地比较可靠，接地电阻应当与标准要求符合。系统中的防雷及防电涌设备应当依据实际要求进行合理安装，并且应当确保能够可靠接地，其接地电阻应当控制在1Ω之内。此外，对于流量计或者仪表应当严格依据相关标准进行安装施工，避免出现安装不规范情况，并且应当注意避免应力及其它因素对其稳定性及准确度产生影响。

2.3规范化的系统操作

在当前工业生产及集输之前，对于天然气长输管道自动计量系统而言，均需要对其实行严格检验，而为能够使天然气长输管道自动计量系统稳定性得以提升，十分重要的一点就是增强操作及验收规范化。为能够使这一目标对较好实现，对于装配及施工过程中各个相关环节，均需要实行严格监督，在此基础上使得在系统实际运行过程中操作系统所产生影响能够得以减少。首先，对于电缆及电气设备，两者之间距离应当控制在1.5m之上，对于设置屏蔽措施的相关电缆，其距离应当控制在0.8m之上。其次，对于系统内部各种仪表及流量计，应当对其进行检修及维护，并且在检修工作开展过程中应当注意进行适当操作，从而使操作检修规范性能够增强，操作方式不合理会导致仪表受到损坏，影响其正常运行。

2.4加强雷击防护

在天然气长输管道自动计量系统实际应用过程中，雷击也是十分重要的影响因素，因而对于雷击需要加强防护。在实际工作过程中，应当结合有关部门防雷击规范及标准实行进一步改进，与详细技术操作规范相结合，在此基础上对采集站及输气站周围环境实行详细检查，从而制定具有较强针对性的相关防雷措施及方案，对于电缆敷设及防电涌安装需要进行综合考虑。特别是对于比较容易有雷击过电发生的相关部门及系统，需要选择有效方式对其加强防护，从而使其稳定性能够得到较好保障。

结束语

在天然气长输管道自动计量系统实际应用过程中，十分重要的一点就是应当保证其稳定性，在此基础上才能够使其得以更好应用。为能够使系统稳定性得到较好保障，相关人员应当充分了解系统稳定性影响因素，并且应当通过有效方式提升其稳定性，使系统能够得以更好应用，使其作用及功能更好实现。

参考文献:

[1]廖德云，张智，王存伟．影响天然气长输管道自动计量系统稳定性因素的探讨［J］．石油化工自动化，2017(2):62-64．

[2]杨春霞．原油集输处理工艺控制技术改造研究［D］．成都:西南石油大学，2017．

[3]蒋辉，林媛媛，曹斯亮．天然气长输管道超声波计量系统性能的影响因素［J］．油气储运，2017(1):53-56，85．

[4]杨红．影响标准孔板流量计计量精度因素的定量分析研究［D］．重庆:西南石油大学，2017．