于国军

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆163711）

阀式孔板流量计在天然气流量测量中的应用

于国军

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆163711）

阀式孔板流量计实现了变送器与流量的一体化而自成计量系统，不仅自带数据库可实现瞬时参数和流量的显示及累计流量和历史数据的再现，而且可以通过现场总线与上位机连接，利用MES数据采集系统在上位机上实行二次数据处理，组成的计量系统更加灵活可靠。

天然气；阀式节流装置；计量；测控系统

某石化公司炼油厂多年来一直无总表计量，始终以3路天然气之和进行监督结算，致使天然气进厂量计量误差较大［1］。为提高天然气进厂量的计量精度，在天然气总管线上增加流量、温压补偿计量系统，为天然气计量结算提供准确的计量数据。该计量系统投用后，进厂总管天然气流量、温度和压力数据将集中采集到控制室内的DCS系统并实时进行温压补偿，可以实时监控计量参数的变化，减少计量纠纷。

1 控制方案和控制要求

1.1 控制方案

在天然气管线上安装阀式孔板节流装置、压力变送器、热电偶分别测量差压、压力、温度，3路信号均为4～20 mA信号通过信号分配器进入天然气计量测控系统。该系统可以分别对体积流量、质量流量的各瞬时流量、累计流量进行选定并进行瞬时流量的显示、累计流量的存储，可对选定流量进行定时打印。通过计算机软件在监控计算机上显示动态工艺流程图、历史数据曲线、报警状态图及天然气的相关数据参数。并可自动或手动输入修改天然气气质和物性数据、相对密度、测量管内径、压力、差压、温度的仪表量程、时钟数据及通讯参数，MES数据采集系统通过RS485与监控计算机相连，对数据进行远传并实时监控［2］。

1.2 控制要求

（1）系统的I/O卡件具有光电隔离功能。（2）系统准确度等级为0.1%。

（3）系统扫描时间、系统扫描周期不可以超过0.5 s。

（4）计量测控系统具有温压补偿运算功能。

（5）通过计算机软件在监控计算机上显示（瞬时的计量数值显示）、累计功能，历史数据和趋势显示60 d以上，可随时查询功能，可人工选时形成定点结算报表保存在硬盘中，计量流程图显示功能，改变参数或操作记录功能，报警功能。

（6）系统设有操作权限，具有分级密码保护功能。

（7）模块具有RS422/RS485数据连接口和MODBUS通讯协议，监控计算机具有OPC通讯借口，系统具有网络通讯功能和故障诊断功能。

（8）适应车间和分厂数据管理的需要，编制相应的数据报表。

2 阀式孔板流量计的应用

（1）阀式孔板节流装置的设计符合GB/ T2624-94、SY/T6143-2004、ISO 5167-1、AGA Report No.3等标准的有关要求。用于制造阀式孔板节流装置的材料符合SY/T 0599、NACE MR0175等标准［3，4］。

（2）高级阀式孔板节流装置设有上、下密封腔，以及特殊的滑阀部件，不用旁设附加管线，不需拆卸管道，不需停止介质输送，即可实施检查或更换孔板，操作快捷、方便，装置密封可靠。

（3）高级阀式孔板节流装置上、下腔间的密封副采用具有自洁功能的全硬密封结构。阀板和阀座均采用不锈钢材料（用于高含硫介质时，还要堆焊硬质合金），并设有注脂辅助密封结构，阀板在弹性件和介质压力的双重作用下，始终紧贴阀座密封面，有效防止阀座、阀板密封面上污物的沉淀和结垢，内部密封件的性能能满足现场的使用要求，装置为零泄漏。

（4）阀式孔板节流装置配套直管段与用户工艺管线管径相同，通道经过精确加工后，表面粗糙度和尺寸精度高于GB/T2624、ISO 5167-1等标准的要求［5］。

（5）按要求配套提供配对的法兰和垫片、螺栓、螺母、垫圈等紧固件，法兰标准采用JB/ T82.2-94或按业主要求的任意标准，材料为20钢或业主要求的材料，焊接端加工有30°的坡口和1/16的钝边，并且，焊接端尺寸和厚度与管道尺寸一致，可保证与用户工艺管线可靠焊接，安全工作。

（6）高级和普通阀式孔板节流装置设计、加工精度高，孔板的安装定位采用专利结构，有严格可靠的安装精度，计量精度可达±0.5%。该专利结构的特点是定位面采用上定位和侧定位结构，避免了常规的下定位由于装置下腔积污而造成的定位差。同时，该结构的定位面与装置通道面的加工是一次装夹加工而成，避免了定位面加工的积累误差对孔板在装置中的定位的影响。

（7）用于孔板密封的密封胶圈，选用航空橡胶，整体压制而成，用于含硫介质的氟橡胶耐腐蚀、抗老化、磨损小，工作温度-40～250℃，能适应含H2S、CO2、Cl-天然气、净化天然气、人工煤气、轻烃、凝析油等介质条件。

（8）阀式孔板节流装置均配有材料为不锈钢的排污阀、取压阀，取压阀连接螺纹为R1/2或1/2NPT。高级阀式孔板节流装置还带有不锈钢放空阀、平衡阀。

（9）阀式孔板节流装置孔板导板等部分内件和部分暴露件表面均作特种Ni-P合金催化处理，具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、抗折性和抗冲击性，表面硬度不低于HV600，工作温度为-196～850℃。能有效的防止零部件锈蚀，使孔板的提升灵活无卡滞。

3 结束语

该计量测控系统计量数据平稳准确，有效地解决了贸易交接之间的纠纷。数据报表在线定时打印，数据采集系统对各种参数进行实时跟踪，减少现场设备由于巡检不到位而造成的故障，避免由此而引起的数据丢失。

［1］中国石油天然气集团公司.SY/T6143-2004用标准孔板流量计测量天然气流量［S］.北京：中国标准出版社，2004：9-12.

［2］潘丕武.天然气计量技术基础［M］.北京：石油工业出版社，2013：39-42.

［3］蔡武昌.流量测量方法和仪表的选用［M］.北京：化学工业出版社，2001：18-21.

［4］程伟.天然气自动化计量系统的应用探讨［J］.天然气工业，2004（10）：136-138.

［5］中国石油天然气集团公司.GB/T18603-2014天然气计量系统技术要求［S］.北京：中国标准出版社，2012：9-12.

Application of valve-type orifice flowmeter in natural gas flow measurement

Yu Guojun
（Oil Refinery of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163711，China）

Valve-type orifice flowmeter realized the integration of transmitter and flow and so formed its own metering system,not only its built-in database can realize transient indication of parameters and flow and the representation of cumulative flow and historical data,but also can connect with the upper computer through the fieldbus,use MES data acquisition system to implement secondary data treatment on the upper computer,and the formed metering system is more flexible and reliable.

natural gas;valve-type throttling device;metering;measurement and control system

TH814

B

1671-4962（2017）04-0036-02

2017-04-25

于国军，男，工程师，2004年毕业于齐齐哈尔大学自动化专业，现从事天然气计量管理工作