天然气论文：关于元坝首站天然气交接计量系统的管理研究

　　天然气论文：关于元坝首站天然气交接计量系统的管理研究

　　天然气交接计量系统是油气田核算天然气实际数量的主要系统，对油气田经济效益具有直接影响。对天然气交接计量系统开展管理工作，主要目的就是保证天然气交接计量工作可以有序开展，提高天然气计量精确度。

　　1 元坝首站天然气交接计量系统概况

　　元坝首站天然气交接计量系统主要由计量撬、流量计算机和色谱分析仪（图1）组成，其中超声波流量计、流量计算机和色谱分析仪厂家均为艾默生Daniel公司。

　　图1 天然气计量系统

　　计量系统在流量计算机上完成流量计算，并将数据上传至站控系统。计量撬上装有气体超声波流量计、温度变送器、压力变送器、各类阀门及辅助设备。分析小屋装有在线气相色谱分析仪、水露点分析仪及H2S气体分析仪论文发表。

　　1.1 超声波流量计

　　元坝首站采用Daniel 3400超声波流量计，以速度差法为原理，使声波脉冲在管道内实现逆流和顺流的传播，通过对传播时间的测量，并通过修正系数补偿的方式来计算出其在工作条件下通过超声波流量计的气体轴向平均流速和流量。

　　1.2 流量计算机

　　元坝首站流量计算机为Daniel S600流量计算机，具有接收现场一次仪表信号、天然气流量计算、与站控系统通讯、报警及报表打印功能，主要由操作面板、CPU板及I/O板组成。流量计算机通过输入I/O板读取现场各类仪表的参数，然后计算天然气压缩因子，对气体的体积进行实时的精确修正，再将修正结果、工艺参数等数据储存在流量计算机内存中，并能将数据传送至站控系统及其他设备。

　　1.3 色谱分析仪

　　元坝首站分析小屋内配置Daniel 570（C6+）色谱分析仪，主要由取样预处理系统、快速回路系统、色谱分析系统以及控制和信号处理系统组成，可实时对天然气中的C1—C6+10种组分进行分析，并将分析结果传输至流量计算机，参与天然气流量计算。

　　2 元坝首站天然气交接计量系统影响因素

　　2.1 超声波流量计性能

　　2.1.1 噪声影响

　　在工艺流程中，由于压力或流量调节装置存在，高压气流冲击管道、整流器产生噪音，当这些噪音的频率与超声波80-250kHz在同一波段时，两种声波会发生共振，从而干扰换能器检测单元分辨超声波脉冲信号，影响计量精度。美国天然气协会在多声道超声波流量计测量天然气流量的报告AGA.9中指出，调压阀与流量计安装太近，或差压过大产生噪音会对超声波计量性能产生影响。

　　2.1.2 脏污情况影响

　　天然气中夹带的水合物、硫化亚铁粉末以及酸气脱水、脱硫溶剂等污物在流经超声波流量计时会沾附在超声波探头或者流量计内壁上，影响流量计计量准确度。超声波探头受脏污影响，会导致该声道声速与其他声道声速或理论声速偏差较大。

　　2.2 天然气组分

　　天然气组分变化会改变天然气的相对密度和压缩因子，当天然气中甲烷含量增加时，气体相对密度会降低，标准状况流量会下降。元坝首站采用的S600流量计算机利用气质组分计算压缩因子的参考依据是美国天然气协会的AGA.8报告，而且天然气组分变化会影响到理论声速的计算，组分变化也会造成天然气流程的不稳定性。

　　3 减少计量偏差的优化措施

　　3.1 降低噪音影响

　　元坝首站超声计量系统采用成撬流程安装，流量计前后端均无调压阀、节流阀等噪声产生设备，流量计信号处理单元、超声换能器基本不受工艺流程噪声影响。而且要求站场工作人员在切换计量流程等操作时，开关流量计前后阀门要全开全关，缓开缓关，避免产生大的压力波动，冲击管道内壁而产生噪音。

　　3.2 避免脏污堆积

　　元坝首站按要求启用计量撬前过滤分离装置，并定期进行排污，去除天然气中的污物。在运行过程中，实时关注天然气的水露点和声速，避免在探头行成水合物，干扰声波的发送和接收。同时计量人员利用在线诊断工具MeterLink管理监控软件定期对流量计运行状况进行在线诊断、声速核查，确保各声道声速偏差不大于0.5m/s，理论声速与实际声速偏差不大于0.2%，观察效率因子，接近100%，瞬时流量稳定，增益值稳定，并根据诊断情况对超声波流量计探头进行清洁保养。

　　3.3 超声计量系统定期专业维护

　　组织Daniel厂家专业人员每年对超声计量系统进行现场专业维护，包括对计量系统易耗备件的更换。现场分析超声流量计当前运行情况（包括增益分析、信噪比分析、信号质量分析、SOS分析、流速剖面分析以及其他高级性能指标分析等），利用Mon200软件记录气相色谱仪当前运行情况、相关参数设置和组态文件，并下载事件记录和报警记录文件，检查流量计算机当前运行状态、下载事件记录和报警记录文件。根据厂家提供的超声波流量计、气相色谱分析仪和S600流量计算机维护报告，建立计量系统设备运行情况记录表，对比每年度各设备运行情况。

　　3.4 准确检测气质组分

　　计量人员加强对元坝首站在线色谱仪的维护保养工作，确保分析小屋样气、标气、载气压力满足要求，标气、载气在有效期内，并且纯度达到要求。定期对在线色谱仪进行手动标定，确保分析数据准确。每月对色谱分析仪天然气组分键入值进行更新，保证若出现色谱分析仪故障等原因天然气组分需使用键入值时，采用的数值与实际气质组分相近。

　　4 结论

　　元坝首站天然气交接计量系统主要受超声波流量计、流量计算机和色谱分析仪三部分设备影响，计量系统任何组成单元的运行状况偏差都会影响计量结果的准确性，需要定期对超声流量计、流量计算机、色谱分析仪、压力变送器、温度变送器等进行维护、检定，判断设备运行状况，保证计量系统准确性。