外输天然气计量系统软件功能的完善与应用

2017-08-09卢影大庆油田有限责任公司第六采油厂

石油石化节能 2017年7期

卢影（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

外输天然气计量系统软件功能的完善与应用

卢影（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

针对喇嘛甸油田外输天然气计量系统存在软件智能化低、技术落后，不能满足生产管理需要的情况，进行系统软件功能的完善，实现数据上传，信息共享，达到外输天然气计量系统的监控自动化。介绍了系统软件功能存在的问题及系统软件功能的完善和应用效果，天然气计量系统软件功能的完善，提高了喇嘛甸油田外输天然气计量系统故障处理及时率，提高了维护人员的工作效率，减少了外输天然气计量损耗，避免了企业的经济损失。

自动化；天然气；计量

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.017

喇嘛甸油田共有8套天然气计量系统，采用4套计量软件进行天然气计量工作。在计量维护过程中，维护人员采取定期上站巡检方式来保障外输天然气计量系统正常运行，获取准确的天然气计量数据。当现场出现差变量程超限、仪表故障、计量系统故障等临时故障时，维护人员不能及时进行故障处理，影响了外输天然气交接计量量值，造成外输天然气量值的损耗。为避免经济损失，降低损耗，有必要完善计量系统软件功能，使外输天然气计量系统能够实现在线故障诊断报警功能、记录功能、手动输入参数功能、传输功能。做到发现问题及时处理，避免经济损失，达到节约降耗的目的。

1 计量系统软件存在问题

计量系统软件功能智能化低，可实现的功能较少，存在以下几个方面问题：

1）系统不能实现自动诊断功能，出现故障时需要维护人员上站查看后确定故障原因，进行处理。

2）系统无报警值设定及记录功能，维护人员不能根据需要来设定报警值，当系统在非工作日发生故障时，现场工作人员不能及时处理故障。

3）无手动输入参数功能，遇到问题时，维护人员不能根据现场实际情况，手动输入天然气气质参数和物性数据、标准参比条件、取压方式、测量管内径、孔板开孔直径、仪表量程、时钟数据及通讯参数等[1]，降低工作人员的维护能力。

5）无故障传输功能，现场工作人员发现问题后采取电话通知方式通知维护人员，增加处理时间。

2 计量系统软件功能完善

在计量系统中置入先进的可编程控制器（西门子300PLC）、通讯模块、通讯器及程序设计，完善计量系统的软件功能。

2.1 完善故障诊断功能

根据喇嘛甸油田外输天然气计量系统故障实际情况，在计量系统软件程序中置入故障诊断部分。故障包括：工控机故障、PLC故障、一次表故障、现场一次仪表超量程、供电故障、软件损坏故障及打印故障等。当发生故障时，一是计算机报警，通过放大器传到闪光信号报警器报警；二是显示器页面上显示故障现象，并根据故障现象显示故障原因及故障处理预案（表1）；三是维护人员根据故障处理预案，实施故障处理；四是系统自动生成历史报表显示天然气流量平均值，维护人员处理故障完毕后，恢复系统正常计量。

2.2 完善报警值设定及记录功能

根据外输气孔板计量装置安装、取压方式、直管段长度、现场仪表量程、现场仪表返回信号、打印机运行情况等，进行手动置入报警设定，同时在软件中形成备份[2]。

表1 故障处理方法

应用PLC编写简单易操作人机对话界面，记录现场差压变送器出现的异常状况，提高工作人员的维护能力（图1）。

德国ETAS（易特驰）集团为客户提供用于汽车电控单元（ECU）开发和维护的各种集成工具和解决方案。作为一流的工具供应商，易特驰始终提供创新、高质量的产品，并针对ECU生命周期的各个阶段提供解决方案。该公司2005年进入中国，为中国本土客户提供全方位的服务以及个性化的解决方案。

图1 故障处理流程

1）当天然气瞬时流量值突然增大时，工控机显示界面提示报警，并提示现场差压变送器可能是负压室堵塞，工作人员根据报警提示对差压变送器负引压管放空。

2）当天然气瞬时流量值突然减小时，系统报警并提示现场差压变送器可能是正压室堵塞，工作人员根据报警提示对仪表正引压管进行放空。

3）编制报警记录数据库并设置专门数据处理文件夹，存放故障报警情况记录。该数据库中能够对差压变送器、压力变送器、温度变送器等仪表形成历史溯源，（即仪表发生故障时，系统记录上一时刻历史数据），可形成曲线图，该记录设置为不可删除，为维护人员处理故障提供资料。

2.3 完善手动输入参数功能

应用PLC编写简单易操作的人机对话界面，相关人员能够手动置入并修改相关参数。维护人员根据现场实际情况，可手动输入天然气气质参数和物性数据、标准参比条件、取压方式、测量管内径、孔板开孔直径、仪表量程、时钟数据及通讯参数等。

2.4 完善打印功能

程序自动生成报表及差压、压力、温度瞬时值、流量瞬时值、当天流量累计值。可查询历史报表，根据需要打印报表，可加入定时打印选项，维护人员可根据需要，设定打印报表时间。

2.5 完善故障数据传输功能

在计量系统PLC中增加通讯模块MD720-3。MD720-3内装SIM卡，支持SMS短信的发送和接收以及GSM网络。报警信息产生时，通过PLC程序编程将报警短信分别发送到指定的通讯器上，维护人员可进行故障实时监控。

3 应用效果

天然气计量系统软件完善后已投入现场应用，运行情况良好。该计量系统增加了可编程控制器及程序设计，能够显示实时和历史数据曲线、现场工况状态及网络运行状态的动态画面、提示故障原因以及故障处理预案。与完善前的计量系统相对比，可实现故障诊断功能、报警值设定了记录功率、手动输入参数功能、打印功能传输功能。节约处理时间分别为6 h、3 h、1 h、1 h、1 h。提高了计量系统故障处理及时率，提高了维护人员的工作效率。

喇I联合站气产量大概为18×104m3/d，如发生计量故障不及时处理，则参照前一天湿气产量估值上报，按照5%的估值误差、按原来年平均故障6次、1元/m3价格计算，气量损耗为5.4×104m3；经济效益为5.4×104元。喇嘛甸油田共8套天然气计量系统，全年避免经济损失43.2万元。