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| 流量計在華北油田天然氣能源計量中的實際應(yīng)用 |
| 流量計在華北油田天然氣能源計量中的實際應(yīng)用 | | 發(fā)布時間：2017/3/13 11:40:25 |
摘 要：集天然氣生產(chǎn)和銷售單位為一體，1985年開始向北京地區(qū)供應(yīng)天然氣，隨著天然氣市場的不斷擴大，近年來又開始向天津、廊坊、永清等市縣供氣。無論是內(nèi)部天然氣能源計量還是對外天然氣銷售計量，流量計都有著廣泛的實際應(yīng)用。本文從華北油田第四采油廠（以下簡稱“我廠”）生產(chǎn)應(yīng)用方面分析流量計在天然氣能源計量中的實際應(yīng)用及注意事項。
集天然氣生產(chǎn)和銷售單位為一體，1985年開始向北京地區(qū)供應(yīng)天然氣，隨著天然氣市場的不斷擴大，近年來又開始向天津、廊坊、永清等市縣供氣。無論是內(nèi)部天然氣能源計量還是對外天然氣銷售計量，流量計都有著廣泛的實際應(yīng)用。本文從華北油田第四采油廠（以下簡稱“我廠”）生產(chǎn)應(yīng)用方面分析流量計在天然氣能源計量中的實際應(yīng)用及注意事項。
一、實際生產(chǎn)特點
我廠的天然氣主要為凝析氣藏氣和油田伴生氣，天然氣被采出后，通過高壓（16MPa）、中壓（3.5MPa）、低壓（0.5MPa）的輸送方式進入集氣處理站進行脫水、脫烴處理，處理后的干氣輸往北京、天津、廊坊地區(qū)銷售。
我廠天然氣能源計量分為內(nèi)部能源計量和對外銷售計量。內(nèi)部能源計量主要用于單井產(chǎn)氣計量、加熱爐、發(fā)電機等設(shè)備自耗氣、天然氣進、出站總量等，采用旋進漩渦流量計和孔板流量計，準確度為1.5級，公稱直徑為DN（25～300），工作壓力在（6.4～0.5）MPa之間，流量范圍為500m3/d～180萬m3/d。由于部分氣井井口溫度高達80℃以上，這些氣井產(chǎn)氣用流量計必須選用耐高溫類型的流量計。
對外銷售天然氣采用孔板流量計、渦輪流量計和旋進漩渦流量計，準確度等級為0.5級～1.0級，公稱直徑為DN（25～200），工作壓力為（2.5～0.5）MPa之間，流量范圍為300m3/d～50萬m3/d，由于外供氣溫度一般都接近常溫水平，對流量計溫度無特殊要求。
二、流量計的選擇
根據(jù)不同的工況，選擇合適的流量計對提高計量準確度和流量計的使用壽命至關(guān)重要。我廠在流量計的選擇上有一個逐漸挑選使用的過程。
因此，無論是內(nèi)部計量還是外部計量，都選用孔板流量計。但是，隨著本廠天然氣產(chǎn)能不斷擴大，對天然氣計量儀表的需求量增加，由于孔板流量計一次性投資較高、維護量較大，因此我廠在單井開始嘗試使用旋進漩渦流量計。該流量計對氣質(zhì)要求不高，適用于單井產(chǎn)氣氣質(zhì)條件較差、計量準確度要求不高的場合。隨后該流量計還被推廣到站內(nèi)自用氣計量和外供氣計量。由于在使用過程中旋進漩渦流量計的抗干擾能力差、對氣流擾動敏感、在小流量時計量結(jié)果異常，時常出現(xiàn)計量糾紛。因此，根據(jù)貿(mào)易結(jié)算計量要求開始選擇使用渦輪流量計。渦輪流量計雖然對氣質(zhì)要求較高，價格較高，但準確度較高，比較適合處理后干氣的對外銷售計量。
三、流量計的使用和維護
（一）孔板流量計
1.影響孔板流量計準確度的常見因素
由于孔板流量計有多個測量單元，影響其測量準確度的因素很多（如孔板的加工誤差、安裝誤差、計量軟件的計算誤差等）。此外，在現(xiàn)有工況條件下，由于介質(zhì)中的雜質(zhì)對孔板有一定的沖擊腐蝕作用，易造成差壓變送器產(chǎn)生零點漂移，特別是當天然氣處理效果不理想時，對計量的影響更大。因此，節(jié)流裝置和差壓變送器的使用維護是一個重點。應(yīng)在下面的實際運行中加以注意：
（1）當天然氣處理效果不理想時，在孔板上游端面會沉積臟物。不僅會降低孔板的使用壽命，還會造成較大的計量偏差。
（2）變送器導壓管的作用是將孔板前后的壓力信號引入差壓，測量出差壓值參與流量計算，上下游導壓管帶液會使差壓偏�。ù螅�，造成流量偏小（大）。在冬季，導壓管凍堵現(xiàn)象較常見，如果流量值出現(xiàn)大的起伏，很可能是導壓管帶液或凍堵了。
（3）孔板膠圈變形。由于孔板膠圈在清油的浸泡下容易變形（這種情況在夏季尤為突出），因此在天然氣處理裝置停運的情況下，要注意檢查膠圈變形的情況，一旦孔板松動應(yīng)立即更換，不然不僅會因膠圈泄漏造成較大的計量誤差，還會出現(xiàn)孔板脫落難以取出、必須停產(chǎn)維修的局面。
（4）當天然氣處理不干凈時，其中的粉塵、水化物等對孔板有很強的沖刷腐蝕作用，會在孔板表面形成麻點，使直角邊變鈍，因此，孔板應(yīng)經(jīng)常檢查更換，否則準確度會降低。
（5）差壓變送器零點漂移除了與儀表本身的穩(wěn)定性有關(guān)外，導壓管帶液也會造成很大的影響。由于孔板流量計的流量和差壓值成開方關(guān)系，差壓變送器的零點出現(xiàn)正負漂移會直接造成積算流量偏大或偏小。
（6）流量計算機中一些關(guān)鍵參數(shù)輸入不正確或更新不及時。比如，孔板開孔直徑是以平方的形式出現(xiàn)的，由于孔板開孔直徑會隨季節(jié)和運行時間發(fā)生變化，一定要定期測量孔板的開孔直徑，并在流量計算機中及時更新。
天然氣組分變化不僅影響相對密度，還影響超壓縮系數(shù)。對于沒有在線色譜儀的計量系統(tǒng)，在組分變化不大的情況下流量計算機中一般每周輸入一周天然氣組分的平均值，但在天然氣組分變化很大的情況下，每天都要對天然氣組分進行化驗、更新。
2.提高天然氣計量準確度的應(yīng)對措施
（1）定期清洗檢查孔板。比如孔板光潔度、直角邊銳利度、膠圈變形情況、孔板開孔直徑等。在正常的生產(chǎn)情況下，每月清洗檢查一次，在出現(xiàn)不正常的情況下，視情況加密檢查次數(shù)。
（2）對流量計前過濾器每兩小時排污一次，每月清洗過濾器芯一次。
（3）正確輸入計量參數(shù)并及時更新，按時校驗變送器零點。另外，在氣量波動較大的情況下，及時調(diào)節(jié)差壓變送器量程，使測量值盡量在量程的1/3~2/3之間，以保證測量準確度。在測量值超出變送器最大、最小量程范圍時，要考慮更換合適孔徑的孔板。
（二）旋進漩渦流量計
我廠有很多用氣小戶，其用氣特點為：瞬時流量較小或流量波動幅度較大，旋進漩渦流量計可作為用氣小戶交接計量的首選。
下面是直接影響旋進漩渦流量計準確度的常見因素：
（1）旋進漩渦流量計是通過測量漩渦頻率來計量流量的，流量計前有節(jié)流件。節(jié)流件會對氣流產(chǎn)生擾動，比如流量計前安裝調(diào)壓閥致使計量值波動較大，將調(diào)節(jié)閥裝到流量計后面后，流量就平穩(wěn)很多。
（2）用旋進漩渦流量計計量氣井氣或油井伴生氣這些未經(jīng)處理的天然氣時，由于氣中帶液較多，對傳感器的沖擊腐蝕作用較強，容易造成損壞或磨損，另操作不當還會造成部件損壞，比如開關(guān)閥門過猛，打壞漩渦發(fā)生體等。
（3）應(yīng)安裝適合流量范圍的流量計以滿足上限流量和下限流量的使用。對有條件的用戶可裝大、小口徑兩臺流量計，隨供氣大小倒換使用。
（4）計量不準、難以發(fā)現(xiàn)。由于旋進漩渦流量計不像孔板流量計那樣，各個測量部件都可以通過檢查判斷故障，旋進漩渦流量計在一體化設(shè)計、維護量低的優(yōu)勢下同時存在故障難以判斷的弊端。在不知道用戶具體用氣量、流量計上壓力、溫度顯示正確的情況下，很難判斷流量計上所顯示氣量的準確性，只能到檢定部門用標準裝置進行檢測判斷。我廠曾出現(xiàn)流量計已經(jīng)不準而未及時發(fā)現(xiàn)的情況，這種情況很容易產(chǎn)生計量糾紛。
（三）渦輪流量計
1.影響渦輪流量計準確度的幾種常見因素
（1）影響渦輪流量計準確性的一個主要因素是天然氣氣質(zhì)，因渦輪流量計有轉(zhuǎn)動部件，天然氣中稍有雜質(zhì)，就會卡住渦輪，造成計量偏小或出現(xiàn)零計量。
（2）在渦輪流量計的使用過程中，還出現(xiàn)過由于天然氣壓力波動，下游壓力短時高于上游壓力，致使渦輪反轉(zhuǎn)的情況，雖然渦輪反轉(zhuǎn)但計量結(jié)果卻是正計量，如果不及時發(fā)現(xiàn)就很容易產(chǎn)生計量糾紛。
2.減小計量誤差的幾種應(yīng)對措施
（1）要提高天然氣氣質(zhì)，一方面要通過工藝改造盡可能提高天然氣處理效果，另一方面在渦輪流量計前必須安裝過濾器，并對過濾器進行嚴格管理，提高天然氣過濾效果。
（2）在有可能出現(xiàn)天然氣倒流的計量工藝管道上配置止回閥，保證天然氣單向流動。 |
摘 要：集天然氣生產(chǎn)和銷售單位為一體，1985年開始向北京地區(qū)供應(yīng)天然氣，隨著天然氣市場的不斷擴大，近年來又開始向天津、廊坊、永清等市縣供氣。無論是內(nèi)部天然氣能源計量還是對外天然氣銷售計量，流量計都有著廣泛的實際應(yīng)用。本文從華北油田第四采油廠（以下簡稱“我廠”）生產(chǎn)應(yīng)用方面分析流量計在天然氣能源計量中的實際應(yīng)用及注意事項。
集天然氣生產(chǎn)和銷售單位為一體，1985年開始向北京地區(qū)供應(yīng)天然氣，隨著天然氣市場的不斷擴大，近年來又開始向天津、廊坊、永清等市縣供氣。無論是內(nèi)部天然氣能源計量還是對外天然氣銷售計量，流量計都有著廣泛的實際應(yīng)用。本文從華北油田第四采油廠（以下簡稱“我廠”）生產(chǎn)應(yīng)用方面分析流量計在天然氣能源計量中的實際應(yīng)用及注意事項。
一、實際生產(chǎn)特點
我廠的天然氣主要為凝析氣藏氣和油田伴生氣，天然氣被采出后，通過高壓（16MPa）、中壓（3.5MPa）、低壓（0.5MPa）的輸送方式進入集氣處理站進行脫水、脫烴處理，處理后的干氣輸往北京、天津、廊坊地區(qū)銷售。
我廠天然氣能源計量分為內(nèi)部能源計量和對外銷售計量。內(nèi)部能源計量主要用于單井產(chǎn)氣計量、加熱爐、發(fā)電機等設(shè)備自耗氣、天然氣進、出站總量等，采用旋進漩渦流量計和孔板流量計，準確度為1.5級，公稱直徑為DN（25～300），工作壓力在（6.4～0.5）MPa之間，流量范圍為500m3/d～180萬m3/d。由于部分氣井井口溫度高達80℃以上，這些氣井產(chǎn)氣用流量計必須選用耐高溫類型的流量計。
對外銷售天然氣采用孔板流量計、渦輪流量計和旋進漩渦流量計，準確度等級為0.5級～1.0級，公稱直徑為DN（25～200），工作壓力為（2.5～0.5）MPa之間，流量范圍為300m3/d～50萬m3/d，由于外供氣溫度一般都接近常溫水平，對流量計溫度無特殊要求。
二、流量計的選擇
根據(jù)不同的工況，選擇合適的流量計對提高計量準確度和流量計的使用壽命至關(guān)重要。我廠在流量計的選擇上有一個逐漸挑選使用的過程。
因此，無論是內(nèi)部計量還是外部計量，都選用孔板流量計。但是，隨著本廠天然氣產(chǎn)能不斷擴大，對天然氣計量儀表的需求量增加，由于孔板流量計一次性投資較高、維護量較大，因此我廠在單井開始嘗試使用旋進漩渦流量計。該流量計對氣質(zhì)要求不高，適用于單井產(chǎn)氣氣質(zhì)條件較差、計量準確度要求不高的場合。隨后該流量計還被推廣到站內(nèi)自用氣計量和外供氣計量。由于在使用過程中旋進漩渦流量計的抗干擾能力差、對氣流擾動敏感、在小流量時計量結(jié)果異常，時常出現(xiàn)計量糾紛。因此，根據(jù)貿(mào)易結(jié)算計量要求開始選擇使用渦輪流量計。渦輪流量計雖然對氣質(zhì)要求較高，價格較高，但準確度較高，比較適合處理后干氣的對外銷售計量。
三、流量計的使用和維護
（一）孔板流量計
1.影響孔板流量計準確度的常見因素
由于孔板流量計有多個測量單元，影響其測量準確度的因素很多（如孔板的加工誤差、安裝誤差、計量軟件的計算誤差等）。此外，在現(xiàn)有工況條件下，由于介質(zhì)中的雜質(zhì)對孔板有一定的沖擊腐蝕作用，易造成差壓變送器產(chǎn)生零點漂移，特別是當天然氣處理效果不理想時，對計量的影響更大。因此，節(jié)流裝置和差壓變送器的使用維護是一個重點。應(yīng)在下面的實際運行中加以注意：
（1）當天然氣處理效果不理想時，在孔板上游端面會沉積臟物。不僅會降低孔板的使用壽命，還會造成較大的計量偏差。
（2）變送器導壓管的作用是將孔板前后的壓力信號引入差壓，測量出差壓值參與流量計算，上下游導壓管帶液會使差壓偏�。ù螅�，造成流量偏�。ù螅�。在冬季，導壓管凍堵現(xiàn)象較常見，如果流量值出現(xiàn)大的起伏，很可能是導壓管帶液或凍堵了。
（3）孔板膠圈變形。由于孔板膠圈在清油的浸泡下容易變形（這種情況在夏季尤為突出），因此在天然氣處理裝置停運的情況下，要注意檢查膠圈變形的情況，一旦孔板松動應(yīng)立即更換，不然不僅會因膠圈泄漏造成較大的計量誤差，還會出現(xiàn)孔板脫落難以取出、必須停產(chǎn)維修的局面。
（4）當天然氣處理不干凈時，其中的粉塵、水化物等對孔板有很強的沖刷腐蝕作用，會在孔板表面形成麻點，使直角邊變鈍，因此，孔板應(yīng)經(jīng)常檢查更換，否則準確度會降低。
（5）差壓變送器零點漂移除了與儀表本身的穩(wěn)定性有關(guān)外，導壓管帶液也會造成很大的影響。由于孔板流量計的流量和差壓值成開方關(guān)系，差壓變送器的零點出現(xiàn)正負漂移會直接造成積算流量偏大或偏小。
（6）流量計算機中一些關(guān)鍵參數(shù)輸入不正確或更新不及時。比如，孔板開孔直徑是以平方的形式出現(xiàn)的，由于孔板開孔直徑會隨季節(jié)和運行時間發(fā)生變化，一定要定期測量孔板的開孔直徑，并在流量計算機中及時更新。
天然氣組分變化不僅影響相對密度，還影響超壓縮系數(shù)。對于沒有在線色譜儀的計量系統(tǒng)，在組分變化不大的情況下流量計算機中一般每周輸入一周天然氣組分的平均值，但在天然氣組分變化很大的情況下，每天都要對天然氣組分進行化驗、更新。
2.提高天然氣計量準確度的應(yīng)對措施
（1）定期清洗檢查孔板。比如孔板光潔度、直角邊銳利度、膠圈變形情況、孔板開孔直徑等。在正常的生產(chǎn)情況下，每月清洗檢查一次，在出現(xiàn)不正常的情況下，視情況加密檢查次數(shù)。
（2）對流量計前過濾器每兩小時排污一次，每月清洗過濾器芯一次。
（3）正確輸入計量參數(shù)并及時更新，按時校驗變送器零點。另外，在氣量波動較大的情況下，及時調(diào)節(jié)差壓變送器量程，使測量值盡量在量程的1/3~2/3之間，以保證測量準確度。在測量值超出變送器最大、最小量程范圍時，要考慮更換合適孔徑的孔板。
（二）旋進漩渦流量計
我廠有很多用氣小戶，其用氣特點為：瞬時流量較小或流量波動幅度較大，旋進漩渦流量計可作為用氣小戶交接計量的首選。
下面是直接影響旋進漩渦流量計準確度的常見因素：
（1）旋進漩渦流量計是通過測量漩渦頻率來計量流量的，流量計前有節(jié)流件。節(jié)流件會對氣流產(chǎn)生擾動，比如流量計前安裝調(diào)壓閥致使計量值波動較大，將調(diào)節(jié)閥裝到流量計后面后，流量就平穩(wěn)很多。
（2）用旋進漩渦流量計計量氣井氣或油井伴生氣這些未經(jīng)處理的天然氣時，由于氣中帶液較多，對傳感器的沖擊腐蝕作用較強，容易造成損壞或磨損，另操作不當還會造成部件損壞，比如開關(guān)閥門過猛，打壞漩渦發(fā)生體等。
（3）應(yīng)安裝適合流量范圍的流量計以滿足上限流量和下限流量的使用。對有條件的用戶可裝大、小口徑兩臺流量計，隨供氣大小倒換使用。
（4）計量不準、難以發(fā)現(xiàn)。由于旋進漩渦流量計不像孔板流量計那樣，各個測量部件都可以通過檢查判斷故障，旋進漩渦流量計在一體化設(shè)計、維護量低的優(yōu)勢下同時存在故障難以判斷的弊端。在不知道用戶具體用氣量、流量計上壓力、溫度顯示正確的情況下，很難判斷流量計上所顯示氣量的準確性，只能到檢定部門用標準裝置進行檢測判斷。我廠曾出現(xiàn)流量計已經(jīng)不準而未及時發(fā)現(xiàn)的情況，這種情況很容易產(chǎn)生計量糾紛。
（三）渦輪流量計
1.影響渦輪流量計準確度的幾種常見因素
（1）影響渦輪流量計準確性的一個主要因素是天然氣氣質(zhì)，因渦輪流量計有轉(zhuǎn)動部件，天然氣中稍有雜質(zhì)，就會卡住渦輪，造成計量偏小或出現(xiàn)零計量。
（2）在渦輪流量計的使用過程中，還出現(xiàn)過由于天然氣壓力波動，下游壓力短時高于上游壓力，致使渦輪反轉(zhuǎn)的情況，雖然渦輪反轉(zhuǎn)但計量結(jié)果卻是正計量，如果不及時發(fā)現(xiàn)就很容易產(chǎn)生計量糾紛。
2.減小計量誤差的幾種應(yīng)對措施
（1）要提高天然氣氣質(zhì)，一方面要通過工藝改造盡可能提高天然氣處理效果，另一方面在渦輪流量計前必須安裝過濾器，并對過濾器進行嚴格管理，提高天然氣過濾效果。
（2）在有可能出現(xiàn)天然氣倒流的計量工藝管道上配置止回閥，保證天然氣單向流動。 |
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