郭 東，黃偉杰，王 猛

（北京航天拓?fù)涓呖萍加邢挢?zé)任公司，北京 100176）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的高速發(fā)展與能源的供給密切相關(guān)，保障能源就是保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)能源需求與能源供給的矛盾日益突出，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的矛盾不斷加劇，因此加強(qiáng)清潔能源的開(kāi)采、使用和管理對(duì)于優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)體系具有十分重要的作用。天然氣是以甲烷、氫氣、氮?dú)?、乙烷、丙烷等為主要成分的一種優(yōu)質(zhì)氣體能源，因具有環(huán)保、高效的特點(diǎn)，越來(lái)越受到能源消費(fèi)市場(chǎng)的青睞。然而，自2009年開(kāi)始，我國(guó)天然氣消費(fèi)總量持續(xù)保持高速增長(zhǎng)，供需矛盾日益凸顯。因此加強(qiáng)天然氣的開(kāi)發(fā)及管理，緩解天然氣的供需矛盾勢(shì)在必行。在天然氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中，集輸系統(tǒng)廣泛存在管網(wǎng)泄漏、設(shè)備選型不匹配、管存計(jì)算誤差等而引起的輸差問(wèn)題，不僅嚴(yán)重影響油氣生產(chǎn)企業(yè)的指標(biāo)完成度，而且損害了油氣生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此控制天然氣集輸系統(tǒng)輸差是當(dāng)前十分重要的研究課題。本文概述了天然氣集輸系統(tǒng)輸差的基本含義及其控制意義，并分析了天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差產(chǎn)生的原因，進(jìn)而提出了天然氣集輸系統(tǒng)控制輸差的對(duì)策。

1 天然氣集輸系統(tǒng)輸差的內(nèi)涵

目前國(guó)內(nèi)普遍使用天然氣體積量來(lái)計(jì)量天然氣的數(shù)量，天然氣集輸系統(tǒng)輸差則是指天然氣在集輸系統(tǒng)運(yùn)輸過(guò)程中減少或耗損的氣量（體積量），即從集輸系統(tǒng)輸入天然氣的氣量與從集輸系統(tǒng)輸出天然氣的氣量之間的差值，即單井站產(chǎn)出的天然氣氣量減去外供氣計(jì)量站計(jì)量值的數(shù)值。集輸系統(tǒng)輸差控制水平直接反映了油氣生產(chǎn)企業(yè)基礎(chǔ)管理水平，對(duì)集輸系統(tǒng)輸差的有效控制不僅可以提升企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，也能提高企業(yè)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的原因

2.1 管網(wǎng)及系統(tǒng)泄漏

管網(wǎng)泄漏可以直接造成天然氣集輸系統(tǒng)的計(jì)量輸差。管網(wǎng)老化、材料缺陷、管道腐蝕及施工質(zhì)量不佳等均可能導(dǎo)致管網(wǎng)泄漏，其中管道腐蝕是天然氣管網(wǎng)中經(jīng)常存在的問(wèn)題，也是造成天然氣管網(wǎng)泄漏的主要原因。丁寧結(jié)合1969～2003年四川輸氣管網(wǎng)的事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)由腐蝕導(dǎo)致管道事故的比例達(dá)39.5%，并認(rèn)為管道的內(nèi)外腐蝕是四川地區(qū)輸氣管道泄漏的主要原因。陶海成等對(duì)某投產(chǎn)運(yùn)行五年的天然氣管網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)存在腐蝕群，并在管網(wǎng)內(nèi)清理出大量黑色粉塵。楊富祥等基于長(zhǎng)輸天然氣管道的腐蝕機(jī)理，認(rèn)為長(zhǎng)輸管道因氣候、環(huán)境的影響容易發(fā)生腐蝕穿孔而漏氣，并指出了長(zhǎng)輸天然氣管道內(nèi)、外腐蝕類(lèi)型。謝偉等報(bào)道了CO2腐蝕會(huì)給長(zhǎng)嶺氣田設(shè)備設(shè)施造成嚴(yán)重的危害。呂其等指出外帶壓打孔竊氣或者交叉施工破壞管線(xiàn)也能誘發(fā)泄漏導(dǎo)致輸差。

2.2 管存計(jì)算誤差

天然氣作為一種氣體，具有很強(qiáng)的壓縮性，因此對(duì)天然氣的計(jì)量要考慮到多種物理因素，例如環(huán)境溫度、壓力等。管存計(jì)算時(shí)在數(shù)據(jù)錄取及其誤差值帶入上需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)管道儲(chǔ)氣量計(jì)算公式可知管存氣量計(jì)算誤差的原因主要有：①選取的溫度、壓力與實(shí)際情況存在偏差。②氣體起始狀態(tài)存在差異，壓縮因子也是動(dòng)態(tài)進(jìn)行變化的，若壓縮因子的選取與實(shí)際情況偏差較大就會(huì)引起較大的管存計(jì)算誤差。③管道的實(shí)際長(zhǎng)度、厚度等因素造成容積誤差。④溫度變送器引起的誤差。⑤管道自耗氣量及放空量的計(jì)量不精確。⑥天然氣氣質(zhì)組分。

2.3 儀器儀表故障、選型不當(dāng)及測(cè)量精度

儀器儀表故障、選型不當(dāng)及測(cè)量精度常常導(dǎo)致天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差。王紅彬等認(rèn)為：①計(jì)量?jī)x表的選取存在問(wèn)題。目前市面上的計(jì)量設(shè)備種類(lèi)繁多，主要有渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、孔板流量計(jì)等，不同的儀表適用范圍及測(cè)量精度不同，儀表的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮設(shè)計(jì)壓力、瞬時(shí)壓力、工作壓力等因素，進(jìn)而選取符合現(xiàn)狀的計(jì)量?jī)x表。②儀表精度存在缺陷可導(dǎo)致計(jì)量輸差。若儀表回零不到位、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、校驗(yàn)不及時(shí)等，均會(huì)造成計(jì)量誤差。③儀表發(fā)生故障可導(dǎo)致儀表計(jì)量錯(cuò)誤（不計(jì)量或者異常計(jì)量），進(jìn)而產(chǎn)生計(jì)量輸差。劉玉杰等認(rèn)為設(shè)備（如壓力溫度傳感器、流量計(jì)算機(jī)等）本身故障會(huì)產(chǎn)生計(jì)量輸差，儀表選型時(shí)選用計(jì)量范圍過(guò)大或者過(guò)小的流量計(jì)也會(huì)產(chǎn)生計(jì)量輸差。呂其認(rèn)為流量計(jì)的計(jì)量精度差異很大，其引起的輸差通?？蛇_(dá)±（2%～3%）。

2.4 人為因素

引起天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的人為因素較多。孫雷雷等認(rèn)為員工操作不當(dāng)、錄數(shù)錯(cuò)誤等均會(huì)導(dǎo)致計(jì)量輸差。王紅彬等指出人為因素主要指從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)不高，具體表現(xiàn)有隨意改動(dòng)計(jì)量參數(shù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)粗心大意，儀表故障時(shí)未及時(shí)維修，氣質(zhì)參數(shù)變化未及時(shí)更新。劉玉杰等認(rèn)為導(dǎo)致輸差的人為因素主要有：繁放空、排污，導(dǎo)致管存氣量損失；人為修改計(jì)量參數(shù)，導(dǎo)致計(jì)量精度變差；計(jì)量人員數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。綜上所述，引起天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的人為因素主要有：①計(jì)量人員操作不當(dāng)，繁放空、排污，導(dǎo)致管存氣量損失。②計(jì)量人員法制意識(shí)不強(qiáng)，隨意改動(dòng)計(jì)量參數(shù)。③計(jì)量人員工作粗心大意，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。④儀表故障時(shí)未及時(shí)維修。⑤氣質(zhì)參數(shù)變化未及時(shí)更新。

3 天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的控制對(duì)策

不同學(xué)者針對(duì)導(dǎo)致集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的管網(wǎng)及系統(tǒng)泄漏、管存計(jì)算誤差、儀器儀表故障及選型不當(dāng)、人為因素等提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。呂其等提出了完善計(jì)量流程、提高氣體組分錄入及時(shí)性、合理調(diào)配外輸氣量、加強(qiáng)管線(xiàn)泄漏巡檢及防護(hù)、動(dòng)態(tài)誤差標(biāo)定等解決措施。劉兆勇提出利用輸差計(jì)算軟件及時(shí)校核，可快速發(fā)現(xiàn)計(jì)量輸差。劉玉杰等提出加強(qiáng)計(jì)量設(shè)備管理、實(shí)行不定時(shí)監(jiān)督制度、加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn)、實(shí)行計(jì)量器具的鉛封化管理等措施來(lái)控制輸差。師小杰提出建設(shè)數(shù)字化管道、減少人為誤差、消除管道隱患及故障等措施來(lái)管控輸差。孫雷雷等提出建立健全計(jì)量管理體系、推進(jìn)計(jì)量管理標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、提升計(jì)量工作隊(duì)伍的業(yè)務(wù)、創(chuàng)新計(jì)量技術(shù)等四項(xiàng)控制輸差的措施。綜上所述，控制集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的主要措施有完善計(jì)量管理體系、提升從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、強(qiáng)化計(jì)量流程管控、建立監(jiān)督管理體系、加強(qiáng)管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)、創(chuàng)新計(jì)量技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差產(chǎn)生的原因，結(jié)合前人的研究成果，提出了天然氣集輸系統(tǒng)控制輸差的對(duì)策。主要結(jié)論為：①天然氣集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差產(chǎn)生的原因主要有管網(wǎng)及系統(tǒng)泄漏、管存計(jì)算誤差、儀器儀表故障及選型不當(dāng)、人為因素等。②控制集輸系統(tǒng)計(jì)量輸差的主要措施有完善計(jì)量管理體系、提升從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、強(qiáng)化計(jì)量流程管控、建立監(jiān)督管理體系、加強(qiáng)管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)、創(chuàng)新計(jì)量技術(shù)。