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孔板流量計長途診斷體系簡介及現場操縱

作者: 來歷:中國煤油東北油氣田公司重慶氣礦 宣布時候:2020-02-24 09:32:16

 摘 要 差壓式孔板流量計在 20 世紀用于自然氣流量計量,顛末一個世紀冗長的成長進程,它現在已成為全天下zui首要的自然氣流量計[1]。為處置傳統孔板流量計掩護辦理關頭多、野生闡發手藝難度大、發明和處置非常環境不及時等題目,特研發了孔板流量計長途診斷體系。本文對孔板流量計長途診斷體系的診斷道理、軟硬件請求、完成的首要功效及其手藝進步前輩性停止了簡介,側重先容了孔板流量計長途診斷體系在某集輸站的操縱。在集輸站的操縱環境標明:孔板流量計長途診斷體系能夠或許或許及時停止監控和診斷,將孔板流量計的運轉狀況較前時候告訴相干操縱職員,及時接納防備及處置辦法,下降流量計毛病產生率,進步運轉效力,下降經營本錢。

跟著自然氣產業的不時成長和自然氣作為潔凈動力的遍及操縱,人們對商品自然氣計量手藝的研討和成長加倍正視。煤油自然氣行業接納孔板流量計作為商業計量的占總宇量的70%以上[2],其計量精確度間接影響企業的經濟效益和用戶的親身好處,是以對孔板流量計的邃密化、迷信化辦理就變得尤其首要。跟著科技的成長和手藝的改革,為處置傳統孔板流量計掩護辦理關頭多、野生闡發手藝難度大、發明和處置非常環境不及時等題目,東北油氣田分公司主動鞭策國際計量新手藝—孔板流量計長途診斷手藝的研討與操縱。

一、孔板流量計

孔板流量計是差壓式流量計中zui罕見的一種,是操縱節省件的差壓與均勻流速或流量的干系,由差壓值計較出流量的流量計。

(一)孔板流量計丈量道理

       自然氣流經節省裝配時,流束在孔板處構成局部縮短,從而使流速增添,靜壓力下降,在孔板前后產生靜壓力差(差壓),氣流的流速越大,孔板前后產生的差壓也越大,從而可經由過程丈量差壓來計較自然氣經由過程節省裝配的流量巨細。這類丈量流量的體例以能量守恒定律、伯努利方程和活動持續性方程為根本[3]。

(二)孔板流量計的構成

       孔板流量的布局首要由節省裝配、現場二次儀表(變送器)、旌旗燈號回路、計量回路和流量計較機等5 局部構成。 

二、孔板流量計長途診斷體系

(一)長途診斷的道理

       孔板流量計長途診斷體系是操縱原有丈量體系的硬件,補充須要的硬件,開辟必然的軟件,構建成一體化具有診斷功效的丈量體系。孔板流量計長途診斷體系的手藝關頭在于經由過程構建長途收集在節制中間停止長途診斷的平臺,操縱診斷平臺可主動完成對孔板流量計關頭計量參數的長途收羅、診斷邏輯的鑒定、操縱嘗試室和現場嘗試數據停止考證、操縱現場總線的通信體例完成長途規范旌旗燈號和被檢旌旗燈號的校準。

(二)長途診斷的構成

       孔板流量計長途診斷體系是對孔板流量計量體系包含節省裝配、二次儀表(變送器)、旌旗燈號回路、計量回路、流量計較機等5類規范裝備停止長途診斷的計劃。診斷體系終端辦事器借助出產信息化收集,對方針計量點停止及時監控及診斷;挪動診斷平臺按照須要可從中間站、下層調劑室或調劑中間出產網切入,對方針計量點停止診斷;長途診斷能夠或許完成同時診斷多個計量點。

       孔板流量計長途診斷體系可接納當場診斷和長途診斷兩種任務形式展開診斷任務。當場診斷是操縱診斷體系的職員到站場獲得體系數據和信息,展開周全的診斷;長途診斷經由過程診斷體系終端辦事器或挪動診斷平臺操縱出產信息化收集展開診斷。

(三)長途診斷硬件

       在原本的自然氣孔板計量體系中,存在大批典范的變送器+斷絕器+AD的摹擬旌旗燈號回路。這些回路須要按期停止檢定、考證,加上站點散布普遍,這項任務須要大批的人力物力去完成,并且經常發明題目不及時。為處置這一題目,咱們特研制了一種叫“診斷節制器”的硬件裝備,它能夠或許對各類布局的計量體系內的儀表包含變送器、斷絕器(I/V轉換器件)、數據收羅模塊、流量計較機或計量RTU等裝備停止周全智能化診斷,對數占有用性主動闡發并出具體系診斷報告,以保障計量體系精確、靠得住地運轉。

       診斷節制器是將中間節制器、核對規范旌旗燈號產生器、規范旌旗燈號丈量模塊和通信模塊設置在統一PCB線路板上,完成了各個模塊的高度集成,防止了差別模塊設置在差別PCB線路板上致使的線路龐雜、裝備品種多、體積大的題目。

       診斷節制器首要由 CPU 主板、摹擬電阻旌旗燈號源、摹擬電流旌旗燈號源、HART 模塊、電源模塊、旌旗燈號線路選通模塊等幾個局部構成。

(四)長途診斷軟件

       診斷體系軟件是一套合適國度規范和規程請求,且具有丈量、診斷和長途點竄功效的孔板流量計診斷法式,在操縱孔板流量計的場站操縱時,操縱長途通信手腕,長途獲得現有孔板流量計量體系的設置參數、事務記實和計量數據等根本參數,并對其停止闡發和評估,疾速診斷孔板流量計量體系的運轉狀況。其首要功效以下:

       a.提取計量體系中的根本數據,對丈量數據停止闡發,停止丈量裝備的順應性評估;

       b.按照評估成果對丈量體系運轉狀況停止鑒定,并賜與提示; c.經由過程軟件闡發,對儀表運轉參數和體系設置參數停止長途監控并點竄,使其合適規范規范的請求;

       d.完成孔板流量計較的驗算和比對闡發。

       e.經由過程功效模塊,對流量計量體系(包含計量參數、計量權限、體系參數等)的及時數據停止收羅,

對溫度、壓力、差壓的旌旗燈號通道偏差停止批改,并與原計量體系停止流量比對,從而完成對計量體系數據庫的長途掩護和辦理。

(五)長途診斷完成的首要功效

1. 參數的及時監測

       體系及時監測計量體系狀況,經由過程人機界面直觀地顯現各計量回路以后工況流量、壓力、溫度、氣質組分、小旌旗燈號切除等參數。在告急環境下,能夠或許經由過程該體系供給的數據報表停止精確鑒定,防止因計量精度偏移形成經濟喪失。

2. 主動診斷

       體系對孔板流量計量回路中 5 類規范裝備包含節省裝配、變送器、旌旗燈號回路、計量回路和流量計較機

停止診斷,經由過程與設定的參數規范值主動比擬,給出精確的診斷成果。

3. 流量驗算

       體系讀取流量計較機的及時孔板流量計的差壓、壓力和溫度值,根據流量驗算公式,計較出單元時候內的剎時流量值和累計流量值[4],與以后流量計較機計較成果停止比擬,其偏差小于即是 0.1%為一般,不然非常。

4.非常報警

       體系中診斷出非常時,可報警提示,并顯現報警具體信息,包含非常因素,非常時候,非常描寫和處置倡議,同時保管報警記實。

5.其余

       體系還具有慣例功效:報表辦理、記實辦理、內部拜候、數據掩護等。

(六) 孔板流量計長途診斷體系的認證環境

       研發的硬件診斷節制器勝利經由過程中國測試手藝研討院中測測試科技無限公司測試,規范電流、電阻值和溫度的輸入旌旗燈號其許可偏差均小于±0.05%。硬件“一種自然氣丈量體系診斷節制器” 與“一種自然氣孔板流量計的診斷體系”獲國度適用新型專利。研發的軟件“自然氣孔板流量計的診斷體系 V1.0”獲國度軟件著述權。“一種自然氣孔板流量計的診斷體系及體例”與“一種自然氣丈量體系的診斷體例”獲國度發明專利。

三、孔板流量計長途診斷體系在某集輸站的操縱

(一)某集輸站根基環境

       某集輸站位于重慶境內,于 2011 年 11 月建成。該站內銷輸配工藝區設想壓力 4.0 MPa,輸氣才能為800×104m3/d。該站為一類井站,于 2013 年 8 月投產。共有 12 套計量裝配,均為高等孔板閥配國光體系計量。此中計-1、計-2 為內部監控計量,日供宇量約 110×104m3/d;計-3~計-12 為內銷計量,日供宇量在 (200~400)×104m3/d 之間。

(二)長途診斷體系的操縱

1.現場診斷安排

       在該集輸站挑選計一、計七、計十為診斷方針,停止了趨向考證及順應性測試。長途診斷體系二次儀表通信接納 HART 和談,體系節制相沿主動化節制中經常利用的 Modbus 和談,經由過程 LAN(局域網)TCP/IP 和談進入出產信息網。此中 HART 和談模塊、總線模塊、網卡模塊固化在 LWJ-DCU 診斷節制器內,診斷節制器裝配在流量計較機體系斷絕器和浪涌掩護器之間,從而完成長途診斷節制體系軟件與二次儀表(壓力、差壓、溫度)的通信。同步獲得數據讀取、數據診斷、診斷成果及診斷倡議等。

       診斷體系終端辦事器借助LAN(局域網)通道,經由過程Modbus和談與診斷節制器停止通信,診斷節制器經由過程HART和談與現場二次儀表通信,獲得現場儀表和流量計較機體系中的信息,將獲得的信息歸入診斷體系的邏輯設想中比對,鑒定孔板流量計的運轉狀況。在站場完成對孔板流量計量體系及時的監控和運轉環境的診斷,同時經由過程長途節制終端完成長途操縱,及時有用的發明各個站點的非常環境并停止及時處置。

2. 現場操縱環境

       (1)完成參數診斷 經由過程對計一節省裝配中孔板開孔直徑、丈量管內徑、直徑比,變送器的量程、零位、量程遷徙和旌旗燈號回路中溫度、靜壓、差壓回路等的及時狀況參數與規范狀況參數停止比對,發明其差壓、靜壓、溫度均超量程上限運轉,倡議改換儀表(見圖1:量程公道化診斷表示圖)。

量程公道化診斷表示圖

       (2) 完成主動診斷 經由過程對計一體系流量計較機的計量參數、硬件、UPS等的主動診斷,鑒定及時參數與規范參數符合,電腦狀況一般(見圖2:硬件診斷表示圖)。

硬件診斷表示圖

       (3) 停止流量驗算 體系讀取流量計較機的及時孔板流量計的差壓、壓力和溫度值,根據流量驗算公式,計較出單元時候內的剎時流量值和累計流量值,與以后流量計較機計較成果停止比擬,診斷體系計較出的流量與計量體系計較出的流量之間的偏差小于0.1%[5],是以,流量驗算一般(見圖3:流量驗算表示圖)。

硬件診斷表示圖

       (4)非常報警 體系診斷發明計一節省裝配管壁粗拙度非常,倡議將管壁粗拙度改成 0.1mm,旱土站收回白色報警提示,提示有非常并按倡議停止處置(見圖 4:節省裝配硬件診斷表示圖)。

圖3流量驗算表示圖

       (5)其余 現場操縱還對體系的慣例功效停止了測試,均能知足現場操縱請求,如報表辦理、記實辦理、內部拜候、數據掩護等[6] (見圖5:報告辦理表示圖)。

節省裝配硬件診斷表示圖

(三)現場操縱結果

       一是完成平常監督,查抄體系參數是不是設置精確;

       二是及時鑒定裝備的及時運轉狀況,發明毛病及時報警并告訴相干職員及時處置;

       三是完成長途操縱,對監督發明的題目停止長途點竄;四是完成長途回路聯校,無需職員親身到現場,便能完成回路校準;五是該體系的操縱進步了計量辦理任務的精確性和時效性,讓計量辦理省時省力,進步了任務效力,下降了經營本錢。

四、論斷與倡議

       1)自然氣孔板流量計長途診斷體系手藝進步前輩,經權勢巨子專業機構測試其輸入旌旗燈號其許可偏差均小于±0.05%,進步了計量的精確性、靠得住性。

       2)自然氣孔板流量計長途診斷體系能夠或許或許完成及時監測、主動診斷、流量的主動驗算、非常報警等多項功效,可完成查驗、掩護辦理的集合長途操縱,進步了任務效力,開啟了孔板流量計商業計量辦理的新形式。

       3)由孔板流量計長途診斷手藝的現場操縱得悉,該手藝只須與信息化相連系便能完成其功效,能夠或許推行到別的場站及別的流量計。

       4)倡議將自然氣孔板流量計長途診斷體系在更多的自然氣場站停止范圍化操縱,以便完成社會效益和經濟效益的zui大化。

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