天然气计量检定智能化研究与实践

李坤

乌鲁木齐市市场监管服务中心 新疆乌鲁木齐 830000

西气东输管道公司南京计量测试中心建有中高压mt法原级-临界流文丘里喷嘴法次级-涡轮工作级一套完备的量值传递与溯源体系，其所辖南京、广州、武汉三地计量检定室承担着西气东输管道公司和国内华东、华南及华中地区的中高压天然气流量计检定任务。

1 天然气计量误差产生的原因

1.1 安装故障导致计量出现误差

在天然气的计量表或者说是流量计的安装上来说，其实是十分关键的。在现实之中，囿于现实条件的不同，所以每个地方的安装都是不同的，比如因为条件空间有限，所以在安装的过程中出现安装的管道通道不合理，或者是存在一些扭曲现象，对于现有的安装过程中，计量器或者是流量计等的计量仪器的安装上存在安装到了不合理的地方，以至于计量器的计量上出现不精确不合理的现象，然后也会导致已安装的计量器的计量上存在的问题，出现一定的误差，所以来说，安装的一些问题也会导致天然气的计量上出现误差[1]。

1.2 渠道的弯曲，管道内的消耗

在天然气的管道中，由于各种地形条件的限制所以导致出现各种不同的现象，以至于天然气在管道或者是渠道中消耗了一部分，囿于渠道管道的弯曲，所以导致天然气在计量上的计量上存在与事先所需要的那些天然气计量上存在着一些误差，但是对于渠道的消耗和管道的弯曲上，因为开启阀门是同步的，但是关闭阀门上是存在一定的延迟现象，也就是说，存在着阀门关闭，但是天然气的释放上还是存在着持续的现象，囿于这个方面的原因，所以导致出现计量上存在误差[2]。

1.3 节流装置内存在一些阻碍

在天然气的管道装置内或者说是天然气的节流装置内存在着一些阻碍，所以导致计量上存在误差现象，但是这种原因可能是囿于工作人员的管道工作的过程中囿于各种方面的原因使得带入或者说遗留了一些东西，所以导致存在阻碍天然气的计量出现误差，以至于对于气款的控制天然气的阀门上存在着一些不好的现象。

1.4 工作人员的维护和运维责任心差

工作人员的责任心是十分重要的，对于天然气的运维管理和日常的维护对于减少天然气的误差十分有效，我们可以很明显从现实中看到，很多的天然气计量上存在着十分由于很多的方面关键因素由于时间原因或者是其他方面的原因所以导致工作天然气的计量上存在一些误差，这是需要工作人员看到的，且必须亟待解决的内容。这也是导致天然气的计量存在误差的一些原因。

2 检定智能化研究与应用

2.1 基于数据贯通及共享的计量检定数据中心

基于南京、广州、武汉“三站一中心”的运行管理模式，结合南京分站、广州分站独特的业务及管理需求，按照中国石油集团公司计量发展规划，在南京建设计量检定数据中心，以计量检定数据中心为基础，逐步实现了南京、广州、武汉三地计量检定数据及业务向计量检定数据中心的汇聚和高端业务集成，构建起国家天然气领域检定技术机构“私有云”雏形[3]。计量检定数据中心架构选用虚拟化技术方案，主要由多台虚拟机及虚拟机上的应用程序组成。软件系统架构中，虚拟化平台居于核心位置，为各个应用提供虚拟机运行环境支持。采用三层架构，上层安装应用软件，对数据进行统一管理与分析；中间层对集群内硬件资源进行管理与分配；底层由物理服务器、交换机以及存储设备构建资源池。在服务器中安装虚拟软件能够克服服务器资源受现有资源的架设方式、地域或物理组态所限制，打破不同服务器的不可切割障碍，使用户可以比原本的组态优化的方式来应用服务器资源。采用虚拟化对于设计、实施、部署及今后运行维护方面存在巨大优势，从系统及数据安全性上能够通过虚拟化技术在保证系统不间断运行的前提下，实现虚拟机的无缝自动迁移，保证了系统的可靠性及安全性。

2.2 基于数字孪生体的智能检定

通过研究合理约束条件设定，采用水力仿真软件运用工艺管线布局与运行数据、设备技术参数、检定数据，建立站场工艺流程的局部管网、稳态水力分析模型；运用检定历史数据及实时数据，建立机器学习算法开发并训练压力、流量调节的智能控制器，建立检定站优化控制分析预测方法，实现水力仿真与智能控制器的交互运行，预期达到水力仿真与智能控制器交互预测模型精准匹配，同时与站场工控系统实时通讯。检定作业需求下达至数字孪生体，通过智能控制器与仿真模型多次试验迭代，快速实现多方案优劣验证与比对分析，自动计算最优解。最优解指令下达至站控系统启动流程智能切换逻辑，按照检定规程及校准规范开展检定或校准作业[4]。

2.3 基于大数据的生产计划排程与动态调整

智能检定管理平台能够统一管理南京、广州、武汉三地检定业务，包括检定计划制定安排、合同办理、样品收发、检定校准作业操作、检定校准证书流转等业务的过程管理。该系统具备在线系统、APP系统及微信公众号3种形式，可通过在线展示、文件导出、模板打印等多种方式实现数据的输出。在制定检定计划时，检定管理平台将根据库存流量计数量和类型，自动匹配提出结合送检时间、流量计技术参数核算后的最优拆装量方案，实现基于大数据的生产计划排程与动态调整。在样品收发环节，采用立体仓库的智能堆栈系统，流量计输送至入库缓存区，人工完成组盘后，物料码绑定，系统分配库位，通过货型检测的物料由堆垛机搬运至指定货位。

3 结论

基于西气东输管道公司南京计量测试中心“三站一中心”的运行管理模式，结合天然气计量检定分站自身业务特点，探索中高压天然气流量计检定智能化有效解决方案，寻求计量行业智能化水平的整体提升。