Beckhoff天然氣孔板流量計(jì)的應(yīng)用

天然氣作為一種高效、清潔的燃料，越來越受到社會(huì)各界的重視。隨著 2008 年 9 月國家重點(diǎn)工程西氣東輸管道的全線通氣，我國天然氣的應(yīng)用開始了一個(gè)新的里程，同時(shí)對(duì)天然氣流量計(jì)量提出了新的要求。流量計(jì)量是供需雙方進(jìn)行貿(mào)易計(jì)量的依據(jù)，關(guān)系到雙方能否公平的進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算和供需雙方的經(jīng)濟(jì)利益。目前國內(nèi)流量計(jì)量儀表種類繁多，例如標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。孔板流量計(jì)在進(jìn)行流量計(jì)量過程中，不需要停止對(duì)天然氣的輸送，可隨時(shí)提取孔板進(jìn)行檢查或更換，確保了計(jì)量的準(zhǔn)確性與天然氣傳輸工程中的連續(xù)性，操作簡單方便，是目前國內(nèi)外主流的天然氣流量計(jì)。

成都航利閥門成套設(shè)備有限公司是一家具有二十余年從事油氣專用閥門、流量計(jì)量儀表等成套產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及進(jìn)出口業(yè)務(wù)為一體的專業(yè)制造廠。航利閥門成套設(shè)備有限公司于2013 年 3 月在長慶油田分公司蘇里格氣田蘇 77-1 集氣交接站使用 beckhoff BF_GB/T 21446-2008 標(biāo)準(zhǔn)孔板天然氣流量計(jì)計(jì)量天然氣流量，效果良好。該站天然氣管路為 3路 300mm 管徑，天然氣貿(mào)易計(jì)量交接單元設(shè)計(jì)能力為 10 萬方/天，壓力為4MPa。BF_GB/T 21446-2008 標(biāo)準(zhǔn)孔板天然氣流量計(jì)通過中國測試技術(shù)研究院的檢測，瞬時(shí)流量、累積流量精度都可達(dá)到萬分之一的精度，為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。目前，BF_GB/T 21446-2008 標(biāo)準(zhǔn)孔板天然氣流量計(jì)已經(jīng)在重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)豐都站，攀枝花華潤燃?xì)庥?jì)量站，川西北梓桐作業(yè)區(qū) u-2 站等多個(gè)天然氣站得到應(yīng)用，效果良好。

豐都燃?xì)夤炬?zhèn)江配氣站是為鎮(zhèn)江化工園區(qū)供氣的重要有人站，忠縣巴營來氣輸向池 64 井管線，為化工園區(qū)的紫光公司等供氣。該站使用 BF_GB/T 21446-2008 標(biāo)準(zhǔn)孔板天然氣流量計(jì)對(duì)池 33 井、池 64 井、忠縣巴營來氣進(jìn)站壓力監(jiān)測，紫光出站壓力、2 號(hào)匯管壓力、至池 64 井管線、2 路向化工園區(qū)供氣的孔板的壓力、差壓、溫度等進(jìn)行監(jiān)測，并進(jìn)行流量計(jì)算。鎮(zhèn)江配氣站自控信號(hào)通過光纖通訊將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)截S都燃?xì)夤荆钥匦盘?hào)通過光纖傳輸?shù)饺細(xì)饧瘓F(tuán)調(diào)度中心和備用調(diào)度中心。

計(jì)量原理與結(jié)構(gòu)

孔板流量計(jì)是基于流體的流動(dòng)節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差來實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量。流量計(jì)結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置（孔板、取壓裝置及節(jié)流裝置前后的直管段）、壓力計(jì)、差壓計(jì)、溫度計(jì)等組成。當(dāng)氣體流經(jīng)管道中的孔板時(shí)，其流速將在孔板處形成局部收縮，使流速增加，靜壓力降低，從而在孔板前后形成壓力差，流量越大，壓力差越大，這就是流體的節(jié)流現(xiàn)象。

天然氣孔板測量是指在管路中，當(dāng)天流氣流過帶節(jié)流裝置的孔板時(shí)，根據(jù)孔板兩側(cè)的壓力差、天然氣的壓力、溫度、天然氣組分，大氣壓等參數(shù)計(jì)算出天然氣流量的一種測量方式。

BF_GB/T 21446-2008 標(biāo)準(zhǔn)孔板天然氣流量計(jì)基于中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 21446-2008 編寫，本標(biāo)準(zhǔn)適用于取壓方式只采用法蘭取壓和角接取壓，用標(biāo)準(zhǔn)孔板對(duì)氣田或油田采出的以甲烷位主要成分的混合氣體的流量測量。

本標(biāo)準(zhǔn)使用于孔板開孔直徑大于等于 12.5mm，測量管內(nèi)徑大于等于 50mm 和小于等于 1000mm，直徑比大于 0.1、小于0.75，管徑雷諾數(shù)小于 5000 的場合。

詳細(xì)技術(shù)參數(shù)參見中國 GB/T 21446-2008 用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測量天然氣流量。

本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國際 ISO/TC193 標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)孔板

系統(tǒng)平臺(tái)

計(jì)量軟件 BF_GB_T 21446-2008V2.0 采用 Beckhoff TwinCAT v2.11 編寫，適用平臺(tái)包括：

— Beckhoff BX 系列控制器
— Beckhoff CX 系列控制器
— Beckhoff C 系列工控機(jī)

及端子模塊 — Beckhoff KLxxxx,ELxxxx 系列模塊。這些模塊的區(qū)別僅在于體積和通訊接口的不同，而采用的計(jì)量軟件都是一樣的。

系統(tǒng)特點(diǎn)

BF_GB_T 21446-2008V2.0 具有以下特點(diǎn)：

精度高：經(jīng)中國測試技術(shù)研究院測試，瞬時(shí)流量幾乎可以達(dá)到 0.005%，累積流量可以達(dá)到 0.01%，這在業(yè)內(nèi)都處于領(lǐng)先水平（詳情見中測院測試報(bào)告）。

速度快：得益于 Beckhoff PC、EPC 高速的運(yùn)算能力以及出色的實(shí)時(shí)性，瞬時(shí)流量的計(jì)算時(shí)間低至 50ms，累積流量 1 秒鐘可計(jì)算 20 次，而國內(nèi)大部分的計(jì)量軟件是 2s-5s 計(jì)算一次。

路數(shù)多：Beckhoff 高性能的 CX2000 系列控制器，在保證精度的情況下，可以輕松的同時(shí)計(jì)算 40 路以上的流量。

寬溫環(huán)境：本套系統(tǒng)硬件全采用適用于寬溫環(huán)境（-25 °C 至 60 °C）的控制器和模塊，這也保證在幾乎國內(nèi)所有的計(jì)量環(huán)境下都會(huì)有穩(wěn)定和出色的表現(xiàn)。

功能齊全：BF_GB_T 21446-2008V2.0 可以計(jì)算出管路的瞬時(shí)流量、累積流量、超壓縮系數(shù)、流出系數(shù)等全系列參數(shù)；并且自動(dòng)計(jì)算小時(shí)瞬時(shí)流量，小時(shí)累積流量，天累積流量、月累積流量等參數(shù)；軟件同樣給出了系統(tǒng)時(shí)間校對(duì)接口，以保證上位機(jī)于控制器時(shí)間同步；計(jì)量軟件業(yè)給出了檢修開關(guān)，這樣在系統(tǒng)維護(hù)時(shí)能盡量的較低檢修帶來的誤差；線性校準(zhǔn)等。

實(shí)際應(yīng)用

目前天然氣計(jì)量系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)際中有大量的應(yīng)用，具有良好的效果

1. 巴南縣八南縣輸氣工程 ，巴南末站自動(dòng)系統(tǒng)，2 路計(jì)量，200mm 的管徑。
2. 龍崗 176 輸氣工程，3 路計(jì)量，100mm 管徑。
3. 龍崗 22 輸氣工程 ，2 路計(jì)量，100mm 管徑。
4. 重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)豐都站，5 路計(jì)量，200mm 管徑。
5. 攀枝花華潤燃?xì)庥?jì)量站，3 路計(jì)量，350mm 管徑。
6. 內(nèi)蒙古長慶油田分公司第采五采油廠，3 路計(jì)量，300mm 管徑。
7. 川西北梓桐作業(yè)區(qū) u-2 站，3 路計(jì)量，250mm 管徑。(end)