李星蓉 何海洋 邱顯中 夏虹春

（1.中油南充燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，四川 南充 637000；2.中國(guó)石油西南油氣田公司川東北氣礦，四川 達(dá)州 635000；3.中國(guó)石油西南油氣田公司，四川 成都 610051）

0 引言

四川省南充市目前低壓天然氣居民用戶大多采用膜式燃?xì)獗韺?duì)燃?xì)獾氖褂眠M(jìn)行計(jì)量，由于燃?xì)馐且环N可壓縮氣體，其在不同的溫度和壓力下的體積流量有所不同，在燃?xì)獗淼挠?jì)量中，不同的溫度和壓力下計(jì)量的數(shù)值也會(huì)存在誤差，影響交易結(jié)算的準(zhǔn)確性。因此需要分析溫度和壓力對(duì)燃?xì)怏w積的影響以及由此產(chǎn)生的計(jì)量誤差對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響，針對(duì)此問題提出降低計(jì)量誤差的有效辦法。

1 膜式表計(jì)量現(xiàn)狀

1.1 膜式表計(jì)量原理

燃?xì)獗砼c古老的火車頭有著相同的原理，靠燃?xì)獾膲毫?duì)外作功，推動(dòng)滾輪計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。用“風(fēng)箱”代替火車汽缸，用薄膜代替活塞。薄膜把盒內(nèi)空間一分為二，各形成兩個(gè)氣室，每個(gè)氣室都有通氣口，可經(jīng)過(guò)這個(gè)通氣口進(jìn)氣或排氣。當(dāng)左室的通氣口進(jìn)氣，右室的通氣口排氣時(shí)，燃?xì)獾膲毫ψ饔迷诒∧ど?，使薄膜向右運(yùn)動(dòng)。反之，若右室進(jìn)氣，左室出氣時(shí)，薄膜就向左運(yùn)動(dòng)。

兩個(gè)皮膜相互作用牽動(dòng)的皮膜轉(zhuǎn)軸作往復(fù)擺動(dòng)，通過(guò)皮膜擺桿、皮膜搖桿及連桿去牽動(dòng)一個(gè)共同的曲柄，當(dāng)曲柄接收到的扭矩相差一定的相位（90°）時(shí)，就能做到連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并由曲柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)閥連續(xù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)計(jì)數(shù)裝置，從而達(dá)到連續(xù)自動(dòng)計(jì)量的目的，如圖1所示。

圖1 膜式表工作原理圖

1.2 膜式表用戶分布情況

南充市使用膜式表的居民用戶約26.7萬(wàn)戶，商業(yè)用戶約3 356戶，工業(yè)用戶3戶，由此可知，居民用戶采用的均為膜式燃?xì)獗恚覈?guó)膜式燃?xì)獗淼哪戤a(chǎn)量估計(jì)為1 400萬(wàn)只，因此燃?xì)庥?jì)量是否準(zhǔn)確所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響是十分巨大的。由于膜式燃?xì)獗碜陨淼某杀镜汀⒘砍瘫葘?、適用于低氣壓小流量的計(jì)量特點(diǎn)，因此膜式燃?xì)獗碇饕糜诿裼萌細(xì)獾慕灰捉Y(jié)算。

2 溫度與壓力對(duì)計(jì)量誤差的影響

式中， p為壓力，kPa；V為氣體體積，m3；n為物質(zhì)的量，mol；T為絕對(duì)溫度，K；R為氣體常數(shù)，R＝8.314 Pa·m3／mol；V1、V2為變化前后的氣體體積，m3； p1、 p2為變化前后的氣體壓力，kPa；T1、T2為變化前后的溫度，K。

由公式可知，如果n不變的話，在壓力增大的情況下，溫度升高才能保證氣體體積不變。根據(jù)查詢南充市全年平均氣溫為14.5℃，統(tǒng)計(jì)出溫度與壓力對(duì)燃?xì)怏w積的影響，如表1所示。

膜式表是根據(jù)燃?xì)膺M(jìn)出流量的天然氣體積來(lái)測(cè)定流量的，其結(jié)算是以燃?xì)獾墓庥脩羰褂脿顟B(tài)為計(jì)算依據(jù)（壓力、溫度不穩(wěn)定），而與供氣單位的結(jié)算是以場(chǎng)站天然氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為計(jì)算依據(jù)的（壓力、溫度穩(wěn)定），氣體的體積受溫度、壓力的雙重影響，購(gòu)氣狀態(tài)與供氣狀態(tài)的不同造成了天然氣體積的計(jì)量誤差，這對(duì)結(jié)算產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)影響。

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，見公式（1），分析溫度和壓力對(duì)氣體體積的影響［1］。

表1 溫度與壓力對(duì)燃?xì)怏w積的影響分析表

由表1可知，在民用供氣狀態(tài)下，氣體體積損失率為3.8%～4.7%。通常民用氣供氣壓力為2 500～3 000 Pa，若氣體體積不變，則供氣溫度需要達(dá)到20℃左右。而絕大部分地區(qū)年平均氣溫不可能達(dá)到這個(gè)溫度，此時(shí)溫度、壓力會(huì)使計(jì)量值偏低，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。

3 計(jì)量誤差對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響的分析及建議

3.1 計(jì)量誤差對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響

根據(jù)燃?xì)夤?014-2017年用氣量計(jì)算，公司年供民用氣量分別為9 088×104m3、9 162×104m3、9 391×104m3、9 904×104m3，若體積損失率按照3.8%計(jì)算，則得出：① 2014年損失氣量345×104m3，2015年損失氣量348×104m3，2016年損失氣量357×104m3，2017年損失氣量376×104m3。② 經(jīng)濟(jì)效益的損失（若按氣價(jià)1.835元／m3計(jì)算）：2014年損失633.08萬(wàn)元，2015年損失638.58萬(wàn)元，2016年損失655.09萬(wàn)元，2017年損失689.96萬(wàn)元。由此可見，由于溫度、壓力造成的膜式表計(jì)量誤差每年給公司帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失均超過(guò)600萬(wàn)元，這不僅關(guān)系到社會(huì)居民的切身利益，也引起了政府相關(guān)部門的重視。而對(duì)于燃?xì)夤緛?lái)說(shuō)，則會(huì)造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，影響了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益和發(fā)展，因此亟待采取措施來(lái)解決此問題。

3.2 建議

目前應(yīng)對(duì)溫度和壓力對(duì)燃?xì)獗碓斐捎?jì)量誤差的問題主要采用智能式膜式燃?xì)獗砗蜏貕貉a(bǔ)償?shù)姆椒?，選擇智能式膜式燃?xì)獗?，此類膜式燃?xì)獗硎遣捎脽崦舨牧?、可根?jù)溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)體積的燃?xì)獗?，消除了溫度的影響，從而?shí)現(xiàn)更加客觀公平的燃?xì)饨灰祝?］。應(yīng)嚴(yán)格按照檢定規(guī)程對(duì)燃?xì)獗磉M(jìn)行檢定，逐年淘汰已不適應(yīng)計(jì)量的膜式燃?xì)獗?，必要條件下還需對(duì)膜式燃?xì)獗磉M(jìn)行溫度及壓力補(bǔ)償計(jì)算。由于對(duì)目前居民用戶在用的燃?xì)獗頍o(wú)法加裝溫壓補(bǔ)償裝置，所以可以考慮對(duì)新建用戶或到期需要更換燃?xì)獗淼挠脩舭惭b具有溫壓補(bǔ)償裝置的燃?xì)獗恚?］。

4 結(jié)束語(yǔ)

壓力與溫度對(duì)膜式燃?xì)獗碛?jì)量產(chǎn)生的誤差有較大影響。受環(huán)境影響，居民用氣使用不帶壓力、溫度補(bǔ)償裝置的膜式燃?xì)獗碓斐傻奶烊粴鈿饬繐p失主要由燃?xì)夤境袚?dān)，造成的經(jīng)濟(jì)損失也主要由燃?xì)夤境袚?dān)。對(duì)此，應(yīng)該采取各類補(bǔ)救措施加強(qiáng)膜式燃?xì)獗碛?jì)量的準(zhǔn)確性，以減少燃?xì)夤镜慕?jīng)濟(jì)損失。