水行业计算机在线计量系统流量补偿的探讨

摘要 根据现场经验和实验数据提出了计算机在线计量系统流量补偿的原则和方法。首先讨论了仪表校验、检查期间计算机在线自动补偿方法；对清洗、检查孔板期间的流量补偿，分别针对两套并联、单套计量两种情况，分析了计量值变化的原因和具体补偿方法。
关键词   在线计量   天然气流量   孔板   流量补偿   计算机
   随着电子技术的迅速发展，引起了孔板流量计系统构成的巨大变革，特别是天然气流量计量已由过去的孔板节流装置、双波纹管差压计，求积仪及积算器的计量方式，进入到阀式孔板节流装置、电动变送器、流量计算机组成的在线自动计量管理模式的新时代。这种计量方式不但减轻了操作员的劳动强度，而且提高了自动化水平和计量准确度，杜绝了因旁通阀泄漏引起的少计量，同时也减少了因清洗、更换孔板造成的不安全因素。但是，当进行计量系统维护（校表、换表、检查孔板等）操作时，必然要中断计量，由于天然气输送是不可逆转的，这段时间的流量怎么计算一直存在争议。本文根据现场实验数据分几种情况谈谈流量的补偿原则。
1 仪表校验、检查期间的流量补偿
   由于天然气孔板流量计、计算机系统组成复杂，涉及的仪表、设备较多，因此系统出现问题的概率比较大，同时，按规定即使不出现问题，也应该定期进行检查和仪表检定。对进行上述工作期间被中断的计量有三种补偿方法可以选择：一是人工记录起止时间，再根据上下游计量情况进行估算；二是计算机自动根据停止计量前的瞬时流量或停止计量前一段时间的流量平均值进行补偿，直到恢复计量时为止；三是计算机自动根据停止计量和恢复计量时的流量平均值进行补偿。
根据现场摸索的经验，我们认为，用第三种方法既简单又可行，因为采用计算机计量所供用户的用气量一般都比较恒定，用这种方法补偿，误差较小；另外，除特殊情况外，起停计量的时间应尽量安排在供气较平稳的时间。但是,补偿计量要杜绝暗箱操作，在报表中必须打印出补偿时间和补偿量，以便用气方确认。
2 清洗、检查孔板期间的流量补偿
   使用阀式孔板节流装置可以在不停气的情况下清洗或更换孔板，而且避免了因旁通阀关不严而漏计流量。但是，当孔板取出来以后实际流量是否变化呢？回答是肯定的。如果是两套并联计量供下游一个用户，当取出1套孔板后，另一套计量值明显下降，从实验数据看下降幅度在30％～40％；也就是说，某套孔板取出以后，由于没有阻流件实际流量是要增加的，增加多少则是一个复杂的问题。国外曾经有类似的报道，他们认为，由于阻流件突然消失，流量将迅速增加，增加幅度可达60％。关于这个问题我们曾在现场作过多次实验，并且收集了生产中上游计量系统清洗孔板时下游计量值的变化情况，下面分别予以讨论。
①2套并联计量的情况
  在四川某天然气计量站（上游计量），计量系统为两套并联计量供下游一个用户，计量管内径为A套200.074mm，B套199.068mm；孔板内径为A套129.978mm，B套145.001mm。2000年12月14日流量分别为A套64 033m3/h，B套82 307m3/h，上下游计量点相距约300m。当将A套孔板取出以后，B套流量降至60 819m3/h，降幅为26％；当另一套孔板也取出来以后，下游计量变化不明显。
在重庆某天然气计量站（上游计量），计量系统为两套并联计量供下游一个用户，计量管内径为A套251.207mm，B套251.149mm；孔板内径为A套159.998mm，B套139.998mm；2001年3月16日流量分别为A套84 409m3/h，B套59 162m3/h，上下游计量点相距约500mm。当将A套孔板取出来以后，B套流量降至35 453m3/h，降幅为40％；当另一套孔板也取出来以后，下游计量变化不明显。
同样是该站的这两套计量系统，孔板内径为A套180.001mm，B套179.998mm（16日至22日之间换了一次孔板）；3月22日流量分别为A套73 573m3/h，B套80 770m3/h；当将A套孔板取出来以后，B套流量降至55 060m3/h，降幅为25％；当另一套孔板也取出来以后，下游计量变化不明显。
②单套计量的情况
  在四川某天然气计量站（上游计量），计量系统为两套计量供下游一个用户，计量管内径为199.109mm；孔板内径为80.008mm；上下游计量点相距约300m。我们曾经查看了2001年1~4月上游计量系统多次清洗孔板时下游计量值的变化情况，其结果是当上游计量系统的孔板取出来以后，大约经过数分钟下游计量仪表的差压记录曲线有一个向上的突变（计量仪表为双波纹管差压计），上升的zui大幅度在8％左右；随着时间的推移，记录指针逐渐下降，有回到起始值的趋势，每次情况基本相同。
分析以上情况，我们认为流量大幅度下降主要是分流造成的；另外，下游计量曲线的突变主要是孔板全部取出来以后由于孔板前后的差压引起的突变，随着管段内压力的逐渐平衡，流量将回到起始位置。
3  结束语
   根据以上的数据和现场多年摸索的经验，仪表校验、检查期间的流量补偿可采用计算机自动根据停止计量和恢复计量时的流量平均值进行补偿；而清洗孔板期间的流量补偿也可以采用同样的方法再加5％的系数进行补偿；但是，如果是采用两套并联计量供下游一个用户的情况，那么两套计量系统应同时进行补偿，否则将会引起较大误差；另外，有的天然气计量站没有采用自动控制方式，当外供电源中断时，天然气输送是可以照常进行的，在这种情况下建议不要再采用自动补偿方式，应该在计量系统设计时选用较大容量的备用电源（UPS）来保证系统的连续供电。