Beckhoff天然氣孔板流量計的應用

天然氣作為一種高效、清潔的燃料，越來越受到社會各界的重視。隨著 2008 年 9 月國家重點工程西氣東輸管道的全線通氣，我國天然氣的應用開始了一個新的里程，同時對天然氣流量計量提出了新的要求。流量計量是供需雙方進行貿易計量的依據，關系到雙方能否公平的進行貿易結算和供需雙方的經濟利益。目前國內流量計量儀表種類繁多，例如標準孔板流量計、渦輪流量計、超聲波流量計等。孔板流量計在進行流量計量過程中，不需要停止對天然氣的輸送，可隨時提取孔板進行檢查或更換，確保了計量的準確性與天然氣傳輸工程中的連續(xù)性，操作簡單方便，是目前國內外主流的天然氣流量計。

成都航利閥門成套設備有限公司是一家具有二十余年從事油氣專用閥門、流量計量儀表等成套產品研發(fā)、生產、銷售及進出口業(yè)務為一體的專業(yè)制造廠。航利閥門成套設備有限公司于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 標準孔板天然氣流量計計量天然氣流量，效果良好。該站天然氣管路為 3路 300mm 管徑，天然氣貿易計量交接單元設計能力為 10 萬方/天，壓力為4MPa。BF_GB/T 21446-2008 標準孔板天然氣流量計通過中國測試技術研究院的檢測，瞬時流量、累積流量精度都可達到萬分之一的精度，為業(yè)內領先水平。目前，BF_GB/T 21446-2008 標準孔板天然氣流量計已經在重慶燃氣集團豐都站，攀枝花華潤燃氣計量站，川西北梓桐作業(yè)區(qū) u-2 站等多個天然氣站得到應用，效果良好。

豐都燃氣公司鎮(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 標準孔板天然氣流量計對池 33 井、池 64 井、忠縣巴營來氣進站壓力監(jiān)測，紫光出站壓力、2 號匯管壓力、至池 64 井管線、2 路向化工園區(qū)供氣的孔板的壓力、差壓、溫度等進行監(jiān)測，并進行流量計算。鎮(zhèn)江配氣站自控信號通過光纖通訊將這些數據實時傳輸到豐都燃氣公司，自控信號通過光纖傳輸到燃氣集團調度中心和備用調度中心。

計量原理與結構

孔板流量計是基于流體的流動節(jié)流原理，利用流體流經節(jié)流裝置時產生的壓力差來實現流量計量。流量計結構由標準孔板節(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、差壓計、溫度計等組成。當氣體流經管道中的孔板時，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)流現象。

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

BF_GB/T 21446-2008 標準孔板天然氣流量計基于中華人民共和國國家標準 GB/T 21446-2008 編寫，本標準適用于取壓方式只采用法蘭取壓和角接取壓，用標準孔板對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。

本標準使用于孔板開孔直徑大于等于 12.5mm，測量管內徑大于等于 50mm 和小于等于 1000mm，直徑比大于 0.1、小于0.75，管徑雷諾數小于 5000 的場合。

詳細技術參數參見中國 GB/T 21446-2008 用標準孔板流量計測量天然氣流量。

本標準等效采用國際 ISO/TC193 標準。

標準孔板

系統(tǒng)平臺

計量軟件 BF_GB_T 21446-2008V2.0 采用 Beckhoff TwinCAT v2.11 編寫，適用平臺包括：

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

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，而采用的計量軟件都是一樣的。

系統(tǒng)特點

BF_GB_T 21446-2008V2.0 具有以下特點：

精度高：經中國測試技術研究院測試，瞬時流量幾乎可以達到 0.005%，累積流量可以達到 0.01%，這在業(yè)內都處于領先水平（詳情見中測院測試報告）。

速度快：得益于 Beckhoff PC、EPC 高速的運算能力以及出色的實時性，瞬時流量的計算時間低至 50ms，累積流量 1 秒鐘可計算 20 次，而國內大部分的計量軟件是 2s-5s 計算一次。

路數多：Beckhoff 高性能的 CX2000 系列控制器，在保證精度的情況下，可以輕松的同時計算 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所有的計量環(huán)境下都會有穩(wěn)定和出色的表現。

功能齊全：BF_GB_T 21446-2008V2.0 可以計算出管路的瞬時流量、累積流量、超壓縮系數、流出系數等全系列參數；并且自動計算小時瞬時流量，小時累積流量，天累積流量、月累積流量等參數；軟件同樣給出了系統(tǒng)時間校對接口，以保證上位機于控制器時間同步；計量軟件業(yè)給出了檢修開關，這樣在系統(tǒng)維護時能盡量的較低檢修帶來的誤差；線性校準等。

實際應用

目前天然氣計量系統(tǒng)已經實際中有大量的應用，具有良好的效果

1. 巴南縣八南縣輸氣工程 ，巴南末站自動系統(tǒng)，2 路計量，200mm 的管徑。
2. 龍崗 176 輸氣工程，3 路計量，100mm 管徑。
3. 龍崗 22 輸氣工程 ，2 路計量，100mm 管徑。
4. 重慶燃氣集團豐都站，5 路計量，200mm 管徑。
5. 攀枝花華潤燃氣計量站，3 路計量，350mm 管徑。
6. 內蒙古長慶油田分公司第采五采油廠，3 路計量，300mm 管徑。
7. 川西北梓桐作業(yè)區(qū) u-2 站，3 路計量，250mm 管徑。(end)