周小州 刘星辰

摘要：随着时代的不断发展，科技不断进步，各种企业对能源的要求越来越高，并且天然气开发以及使用的技术也逐渐趋于成熟，随着日渐增长的天然气使用流量，对天然气使用过程中的流量监测要求越来越高，但是技术人员的技术以及能力熟练程度提升空间已经不大，随着天然气使用流量逐渐增大，如何有效的完成天然气在大流量下的计量检定，成为天然气工艺发展改革的必经之路，本文通过对水利计量设备的研究，通过对大流量水利系统中智能监控流量以及对流量进行智能调控的工艺，进行调查模拟，研究如何在此基础上改进得到一套更加适用于天然气大流量计量检测以及智能调节的设备工艺。

关键词：天然气;大流量;计量检测

一、引言

随着工业的不断发展，我国的天然气使用量在逐年提升，天然气日均使用流量越来越大，这也就使得在日常的天然气流量计量检测中，对产品工艺、设备质量以及设备智能程度提出了更高的要求;作为国内的石油天然气行业巨头集团，中国石油以及中国石化按照国家质检标准，依托各自的天然气管道网络，建立健全了多种不同规模的天然气计量方式，并且设立不同种类的天然气计量检测点，如大庆油田天然气计量检定点以及国家石油天然气大流量计量站成都分站等一系列的计量检查点，全都是由中国石油以及中国石化集团公司建立的。

二、研究背景

为了解决整个华南地区的天然气使用以及日常的天然气流量计量监测要求，天然气集团决定由中国石油投资，在广东地区建立计量检定分站，下面本文将以广东天然气计量检定分站的建设过程，以及使用到的技术设备水平进作为基础，来对我国整体天然气大流量下的计量检定改革创新提出一些可行建议，对于广州天然气计量检测站的技术设定，基本参照于西气东输南京计量检定中心的天然气流量计量设备以及工艺要求，而相对于其他检定站来说，广东由于天然气使用流量较大，因而在监测站点的每日天然气流量以及计量程度也要远远超出于其他站点;根据南京站的技术要求，计量装置主要分为次级标准装置、被压调节装置、天然气组分检测系统以及流量自动调节装置等一系列的设备工艺，但是面对广东站的巨大天然气流量来说，此类设备已经远远不能够达到日常的监测使用标准;同时，由于此类设备的精度不能够满足如此大的流量需求，也会对实际操作中的结果精确程度以及使用安全性产生一定的影响，并且在此类技术的操作过程中，都需要人工来对流量调节、对设备检测操作以及整体检验过程进行逐步完成，但是面对设备质量水平不能够满足如此巨大的流量需求的情况，设备承受压力过高，可能会对技术人员的操作过程带来安全隐患，同时由于技术人员的技术熟练程度以及操时间长短不能够再有大幅度的提升，所以造成在大流量天然气使用过程中计量的时间效率不能够有效提升;本文通过对广东水利检查站的流量检测设备进行研究，以期望建立仿真的天然气流量计量检测设备，来减少在整体计量操作过程中的人工干预程度，可以实现流量的自动检测以及智能调节。

三、水利流量监测模型

在进行技术改革的初步，首先要选定一个水站，来对其中的水利流量计量监测体系进行建模，本文选定的就是广州检定分站的水利结构系统，通过模型建模软件，可以将整个检定站的主要设备分为以下几个部分：分别是检定台、次级标准装置、调节阀组区以及调压撬部分等一系列工作装置。然后在模型基础上，针对模型的整个系统进行静态分析，就是假设如果有水流量通过，来分析它的水流量检测路径以及工作原理，并且通过对水量大小的不同改变来实现设备对水流量的自动检测调控，通过对实验水流不断改变后，得出实验结论，然后通过模型比对得出结果以后，再根据真实的水量下水利水电站中计量水量以及水流调控的设备进行结果比较，如果结果真实，则说明模型建立有效，如果存在偏差，则对模型进行继续改进;根据实验数据可以发现，建立的模型能够很好的模拟在广州水站中对水流量的计量以及自动调节情况。

然后通过此模型来改变管道内部的流体性质，将水利流动变成天然气的流动过程，并且由于天然气与水流的压力存在一定的差距，所以根据公式换算，可以将水流的压力根据天然气的标准来进行换算，以确定整个系统在使用设计过程中对整体的流量承载能力以及调控数据的掌控;通过管道输气流量的基本公式可以得知，在水阻系数与天然气系数比例为α定值的情况下，管道所受压力与管径成正比，同时可以根据这一条件来计量天然气中的管壁压力，然后根据公式可以得出

并且可以由水的压力来推算出，在整个管道系统中气体流量压力，并且通过压力以及管径比例可以推算出单位时间内通过的气体流量，然后将此数据反馈给电脑中控系统进行智能调节，并且对流量进行一个精确的统计;在此过程中，大大减少了人工干预的程度，有效提升了在天然气大流量计量过程中的安全性以及工作效率问题。

四、模拟效果

在模型的设计中，兑流量设置可以分为以下几个标准，从3000立方米每小时到5000、4000、4500立方米每小时的单位时间流量进行变化实验，通过后台监测数据可以发现，从3000立方米开始，气体流量逐步增加的过程中，管壁上的压力基本是成比例变化，而上升到4500立方米每小时，会出现管道压力的快速波动，并且在5000立方米每小时的流量以上，管道压力开始急速增大，根据逻辑推理，如果流量超过这一限定，可能会对设备管道的使用寿命产生损害，所以在进一步的使用过程中，要根据实际情况来设计管道以及管道使用材料的选定，避免在使用过程中出现安全问题以及对流量监测调控的不准确性。

五、结束语

随着天然气流量使用的不断增大，以及时代的不断发展，现在的设备逐渐趋于智能化，可以通过智能手段来进行天然气流量的监测与调控，可以大大减少人工干预，从而提高效率。并且，对天然气流量实现更加智能合理的划分调控。

本文实验研究成果还是停留在对水利系统的参考，以及模型的建立程度上;在实际操作过程中，可以根据实际使用情况进行适度的改进，并且在使用过程中对于真实的天然气流量以及调控比例都有一個更加准确的认知，通过与实验数据的对比来进行不断调节完善，最终达到预期效果，来实现天然气大流量计量检定工艺的主动控制。

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