天然氣計(jì)量智能化檢定研究

趙波

摘要：天然氣一般采用管道輸送，計(jì)量具有連續(xù)性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)計(jì)量誤差，長(zhǎng)年累月之后，這個(gè)誤差將非常大。因?yàn)樘烊粴庥?jì)量誤差的存在，導(dǎo)致天然氣計(jì)價(jià)存在偏差，引發(fā)了很多貿(mào)易糾紛問(wèn)題。因而，如何能夠準(zhǔn)確地計(jì)量天然氣用量成為亟待解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，得到了社會(huì)各界的關(guān)注。西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)天然氣的計(jì)量技術(shù)比較成熟，研究和生產(chǎn)了多種型號(hào)的天然氣計(jì)量?jī)x表?，F(xiàn)階段中國(guó)在工業(yè)生產(chǎn)中常用到的天然氣儀表主要為渦輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)。

關(guān)鍵詞：天然氣;計(jì)量;智能化

引言

針對(duì)天然氣在使用過(guò)程中出現(xiàn)計(jì)量偏差是主要需要解決的問(wèn)題，天然氣的使用過(guò)程中由于各方面的原因容易出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象，導(dǎo)致計(jì)量計(jì)算不準(zhǔn)確，對(duì)工作生活都造成了不良影響。

1天然氣計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因

1.1安裝故障導(dǎo)致計(jì)量出現(xiàn)誤差

在天然氣的計(jì)量表或者說(shuō)是流量計(jì)的安裝上來(lái)說(shuō)，其實(shí)是十分關(guān)鍵的。在現(xiàn)實(shí)之中，囿于現(xiàn)實(shí)條件的不同，所以每個(gè)地方的安裝都是不同的，比如因?yàn)闂l件空間有限，所以在安裝的過(guò)程中出現(xiàn)安裝的管道通道不合理，或者是存在一些扭曲現(xiàn)象，對(duì)于現(xiàn)有的安裝過(guò)程中，計(jì)量器或者是流量計(jì)等的計(jì)量?jī)x器的安裝上存在安裝到了不合理的地方，以至于計(jì)量器的計(jì)量上出現(xiàn)不精確不合理的現(xiàn)象，然后也會(huì)導(dǎo)致已安裝的計(jì)量器的計(jì)量上存在的問(wèn)題，出現(xiàn)一定的誤差，所以來(lái)說(shuō)，安裝的一些問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致天然氣的計(jì)量上出現(xiàn)誤差。

1.2渠道彎曲，管道內(nèi)部消耗

在天然氣管道中，囿于各種地形條件的限制所以導(dǎo)致出現(xiàn)各種不同的現(xiàn)象，以至于天然氣在管道或者是渠道中消耗了一部分，囿于渠道管道的彎曲，所以導(dǎo)致天然氣在計(jì)量上的存在與事先所需要的那些天然氣計(jì)量上存在著一些誤差，但是對(duì)于渠道的消耗和管道的彎曲上，因?yàn)殚_(kāi)啟閥門是同步的，但是關(guān)閉閥門是存在一定的延遲現(xiàn)象，也就是說(shuō)，存在著閥門關(guān)閉，但是天然氣的釋放上還是存在著持續(xù)的現(xiàn)象，囿于這個(gè)方面的原因，所以導(dǎo)致出現(xiàn)計(jì)量上存在誤差。

1.3節(jié)流裝置內(nèi)存在一些阻礙

在天然氣的管道裝置內(nèi)或者說(shuō)是天然氣的節(jié)流裝置內(nèi)存在著一些阻礙，所以導(dǎo)致計(jì)量上存在誤差現(xiàn)象，但是這種原因可能是囿于工作人員的管道工作的過(guò)程中囿于各種方面的原因使得帶入或者說(shuō)遺留了一些東西，所以導(dǎo)致存在阻礙天然氣的計(jì)量出現(xiàn)誤差，以至于對(duì)于氣款的控制天然氣的閥門上存在著一些不好的現(xiàn)象。

2天然氣計(jì)量智能化

2.1基于數(shù)字孿生體的智能檢定

通過(guò)研究合理約束條件設(shè)定，采用水力仿真軟件運(yùn)用工藝管線布局與運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備技術(shù)參數(shù)、檢定數(shù)據(jù)，建立站場(chǎng)工藝流程的局部管網(wǎng)、穩(wěn)態(tài)水力分析模型;運(yùn)用檢定歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，建立機(jī)器學(xué)習(xí)算法開(kāi)發(fā)并訓(xùn)練壓力、流量調(diào)節(jié)的智能控制器，建立檢定站優(yōu)化控制分析預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)水力仿真與智能控制器的交互運(yùn)行，預(yù)期達(dá)到水力仿真與智能控制器交互預(yù)測(cè)模型精準(zhǔn)匹配，同時(shí)與站場(chǎng)工控系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊。檢定作業(yè)需求下達(dá)至數(shù)字孿生體，通過(guò)智能控制器與仿真模型多次試驗(yàn)迭代，快速實(shí)現(xiàn)多方案優(yōu)劣驗(yàn)證與比對(duì)分析，自動(dòng)計(jì)算最優(yōu)解。最優(yōu)解指令下達(dá)至站控系統(tǒng)啟動(dòng)流程智能切換邏輯，按照檢定規(guī)程及校準(zhǔn)規(guī)范開(kāi)展檢定或校準(zhǔn)作業(yè)。在自控系統(tǒng)，建立工藝模擬仿真模型與智能控制器，利用物理模型、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)通過(guò)等比例情景再現(xiàn)真實(shí)的生產(chǎn)狀態(tài)，集成多物理量的仿真過(guò)程，在虛擬空間完成映射，直觀形象地對(duì)工藝流程進(jìn)行數(shù)字化管理，作為控制模擬及預(yù)測(cè)輔助工具。智能控制器與工藝模擬軟件數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信，共同計(jì)算控制邏輯并將調(diào)整命令發(fā)送至站控系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)閥門邏輯操作。站控系統(tǒng)以通訊方式將數(shù)據(jù)傳遞給檢定系統(tǒng)，進(jìn)行檢定數(shù)據(jù)計(jì)算，上傳至數(shù)據(jù)中心?；跀?shù)字孿生體的智能檢定可全方位、多角度、多維度展示檢定全過(guò)程，直觀動(dòng)態(tài)反映設(shè)備、區(qū)域等資源狀態(tài)，深入細(xì)化仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，輔助檢定質(zhì)量追溯定位問(wèn)題根源。實(shí)現(xiàn)了智能運(yùn)行、智能檢定的需求，同時(shí)極大提高檢定作業(yè)的效率。仿真模型與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)并行運(yùn)行，確保與實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)互聯(lián)，直觀展示設(shè)備狀態(tài)及系統(tǒng)性能，全面提升管理可視化水平，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維。

2.2基于大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)計(jì)劃排程與動(dòng)態(tài)調(diào)整

智能檢定管理平臺(tái)能夠統(tǒng)一管理南京、廣州、武漢三地檢定業(yè)務(wù)，包括檢定計(jì)劃制定安排、合同辦理、樣品收發(fā)、檢定校準(zhǔn)作業(yè)操作、檢定校準(zhǔn)證書流轉(zhuǎn)等業(yè)務(wù)的過(guò)程管理。該系統(tǒng)具備在線系統(tǒng)、APP系統(tǒng)及微信公眾號(hào)三種形式，可通過(guò)在線展示、文件導(dǎo)出、模板打印等多種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。在制定檢定計(jì)劃時(shí)，檢定管理平臺(tái)將根據(jù)庫(kù)存流量計(jì)數(shù)量和類型，自動(dòng)匹配提出結(jié)合送檢時(shí)間、流量計(jì)技術(shù)參數(shù)核算后的最優(yōu)拆裝量方案，實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)計(jì)劃排程與動(dòng)態(tài)調(diào)整。在樣品收發(fā)環(huán)節(jié)，采用立體倉(cāng)庫(kù)的智能堆棧系統(tǒng)，流量計(jì)輸送至入庫(kù)緩存區(qū)，人工完成組盤后，物料碼綁定，系統(tǒng)分配庫(kù)位，通過(guò)貨型檢測(cè)的物料由堆垛機(jī)搬運(yùn)至指定貨位。立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中采用負(fù)載均衡，先進(jìn)先出的策略優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)管理，使整個(gè)流量計(jì)倉(cāng)儲(chǔ)的運(yùn)作流程、信息處理等達(dá)到迅速、準(zhǔn)確、及時(shí)的效果，入出庫(kù)管理、盤庫(kù)、報(bào)表等工作量變得簡(jiǎn)單快捷，減少人工操作出現(xiàn)的錯(cuò)誤率，完成檢定收發(fā)環(huán)節(jié)的雙向追溯和跟蹤。檢定管理平臺(tái)與智能堆棧系統(tǒng)交互，全面提升了分站管理工作的系統(tǒng)化、規(guī)范化、自動(dòng)化水平，提高了工作效率和管理水平，避免了重復(fù)勞動(dòng)，間接降低了勞動(dòng)成本。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)智能化研究與管理，不僅能夠解決“三站一中心”分散管理帶來(lái)的安全管控風(fēng)險(xiǎn)、計(jì)量檢定質(zhì)量管控風(fēng)險(xiǎn)、合規(guī)及獨(dú)立性運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，更能夠極大地提升機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率，節(jié)約大量的人力、物力資源。所建立的計(jì)量檢定數(shù)據(jù)中心，已形成了行之有效的多結(jié)構(gòu)信息化雛形，同時(shí)計(jì)量檢定數(shù)據(jù)中心留有計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸接口，可為全面提升天然氣計(jì)量檢定行業(yè)整體信息化、自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化水平服務(wù)，為天然氣計(jì)量檢定領(lǐng)域構(gòu)建全國(guó)一體化的數(shù)據(jù)管控中心，奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。