常忠平 趙玲

摘 要：當(dāng)前，天然氣輸送工作在管道輸送行業(yè)中受關(guān)注度最高，而天然氣計(jì)量輸差嚴(yán)重影響燃?xì)廨斔退降奶嵘?。作為?jì)量貿(mào)易的關(guān)鍵工具，計(jì)量儀表管理和應(yīng)用水平直接影響計(jì)量輸差的控制。為了提升經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)必須強(qiáng)化對天然氣計(jì)量輸差的控制和管理。本文簡單介紹了天然氣計(jì)量儀表管理，進(jìn)一步分析計(jì)量輸差的來源并提出有效的管控方法，以便有效控制天然氣輸差。

關(guān)鍵詞：天然氣;管道輸送;計(jì)量儀表管理;輸差控制

中圖分類號(hào)：TE863.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）23-0123-03

Abstract： At present， natural gas transportation has received the highest attention in the pipeline transportation industry， and the difference in natural gas metering transmission seriously affects the improvement of the level of gas transportation. As a key tool for measurement trade， the management and application level of measurement instruments directly affects the control of measurement transmission errors. In order to improve economic efficiency， enterprises must strengthen the control and management of the transmission difference of natural gas measurement. This paper briefly introduced the management of natural gas metering instruments， further analyzed the source of the metered transmission difference and proposed effective management and control methods to effectively control the natural gas transmission difference.

Keywords： natural gas;pipeline transportation;meter management;transmission difference control

天然氣屬于可燃燒氣體，而且燃燒產(chǎn)生的連帶效應(yīng)可能導(dǎo)致破壞性爆炸，所以天然氣輸送管道有極高的嚴(yán)密性要求。目前，我國天然氣生產(chǎn)管理應(yīng)用的計(jì)量單位是立方米，主要計(jì)量工具是計(jì)量儀表。天然氣交易雙方具體額度的確定需要借助天然氣管道中的流量表，計(jì)量儀表發(fā)揮著精準(zhǔn)衡量天然氣生產(chǎn)單位技術(shù)水平的作用，又是保證交易雙方利益公平的重要工具。所以，強(qiáng)化天然氣計(jì)量儀表管理是一種保證企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理順利進(jìn)行的有效手段。精準(zhǔn)度高的天然氣流量計(jì)量有助于企業(yè)根據(jù)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，提升經(jīng)濟(jì)效益。

1 天然氣計(jì)量儀表概述

當(dāng)前，我國應(yīng)用頻率最高的天然氣計(jì)量儀表主要有四種，即渦旋流量計(jì)、超聲波流量計(jì)量儀表、質(zhì)量流量計(jì)和孔板流量計(jì)。不同的天燃?xì)庥?jì)量儀表具有獨(dú)特的功能優(yōu)勢，可以提升天燃?xì)鉁y量質(zhì)量，保證天然氣體積的精確度。

1.1 渦旋流量計(jì)

渦旋流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，初期安裝和后期維護(hù)都較為便利，應(yīng)用廣泛。渦旋流量計(jì)傳感器不會(huì)直接作用于基礎(chǔ)介質(zhì)，所以應(yīng)用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過多磨損，使用壽命較長，節(jié)能效果顯著。受諸多客觀因素影響，渦旋流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出一些短板，能選擇的壓電晶體安裝方式只能是應(yīng)力式，很容易影響渦旋流量計(jì)的正常工作，因此產(chǎn)生計(jì)量數(shù)據(jù)誤差[1]。如果測量環(huán)境具有較多干擾因素，要盡量避免選用渦旋流量計(jì)，保證天然氣貿(mào)易計(jì)量的可靠性。

1.2 超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)廣泛應(yīng)用于我國天然氣輸送領(lǐng)域，具有很高的經(jīng)濟(jì)性，制造工藝簡單，運(yùn)行安全度高。速度差計(jì)算法是超聲波流量計(jì)工作原理的核心，在實(shí)際的數(shù)據(jù)處理過程中，最常使用兩種技術(shù)，一是脈沖信息處理技術(shù)，二是信息分析處理技術(shù)。超聲波流量計(jì)屬于一種非接觸型儀表，可以用于測量不易觀察的介質(zhì)，同時(shí)保證測量結(jié)果精準(zhǔn)。但是，超聲波流量計(jì)不耐高溫，適宜的應(yīng)用溫度通常低于30℃，如果環(huán)境溫度偏高，則無法保證超聲波流量計(jì)測量結(jié)果的精準(zhǔn)性。

1.3 質(zhì)量流量計(jì)

大部分天然氣計(jì)量儀表測量容易受到環(huán)境因素的影響，尤其是外界溫度和氣體體積的變化。隨著天然氣行業(yè)的快速發(fā)展，人們越來越多地應(yīng)用可以杜絕外界影響的質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)可以準(zhǔn)確分辨出天然氣容積流量與質(zhì)量的關(guān)系，有效提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，這是測量天然氣總量的主要方法，其間環(huán)境溫度和天然氣體積波動(dòng)都不會(huì)影響測量結(jié)果[2]。通常，質(zhì)量流量計(jì)分為直接式和間接式兩種，但兩者原理相同，即首先測量體積流量，然后體積流量乘以氣體密度，最后得出總流量。

1.4 孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)是一種經(jīng)典的天燃?xì)庥?jì)量儀表，其廣泛應(yīng)用于我國天然氣計(jì)量領(lǐng)域。相比其他天燃?xì)庥?jì)量儀表，孔板流量計(jì)具有制造成本低、安全耐用、適用口徑范圍大等計(jì)量優(yōu)勢，但是壓力損耗大，計(jì)量精準(zhǔn)度易受環(huán)境因素影響，測量范圍有限，安裝復(fù)雜。為了提升應(yīng)用效果，孔板流量計(jì)可以與其他儀表配合使用，如電動(dòng)單元組合型儀表、微機(jī)型儀表、機(jī)械式檢測儀表，其中應(yīng)用范圍最廣的就是機(jī)械式檢測儀表。以CWD-430型雙波壓差計(jì)為例，其已經(jīng)成為孔板流量計(jì)不可或缺的配套儀表，在我國天然氣中等規(guī)模貿(mào)易領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用[3]。但是，該類儀表系統(tǒng)配置水平不是很高，抗干擾性能差，所以測量結(jié)果通常存在較大的誤差，其并不適應(yīng)于天然氣計(jì)量工作的發(fā)展趨勢。微機(jī)型儀表可以替代電動(dòng)單元組合型儀表和機(jī)械式檢測儀表，能夠按照符合國家標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量公式計(jì)算出信號(hào)處理結(jié)果，極大地提升了天然氣計(jì)量系統(tǒng)自動(dòng)化計(jì)算的精準(zhǔn)度。

2 天然氣輸差原因分析

天然氣計(jì)量輸差客觀存在，無法絕對避免，但誤差過大會(huì)導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。客觀而言，計(jì)量儀表本身的儀器誤差也是導(dǎo)致天然氣計(jì)量輸差的原因，所以根本不存在理論上的“零誤差”。無論采取何種降低輸差的方式，都需要詳細(xì)分析造成輸差的原因，使允許誤差控制在一定區(qū)間內(nèi)。

2.1 計(jì)量和輸送設(shè)備原因

天然氣運(yùn)輸管道的長度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通管道長度，如果日常維護(hù)管理稍有疏漏，就容易忽視氣體泄露問題，直接影響天然氣儲(chǔ)存設(shè)備的正常運(yùn)行，導(dǎo)致天然氣計(jì)量輸差。與此同時(shí)，管道設(shè)備自身的問題會(huì)影響計(jì)量儀器測量的準(zhǔn)確性，其可能存在安全隱患。因此，要做好設(shè)備日常維護(hù)和保養(yǎng)，為天然氣運(yùn)輸?shù)於▓?jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 外界環(huán)境的溫度因素

常溫下，天然氣以氣體形式存在，溫度成為影響其體積波動(dòng)的主要因素。隨著溫度的變化，天然氣體積不斷波動(dòng)，就會(huì)影響運(yùn)輸管道的內(nèi)部壓力。通常，天然氣管道較長，會(huì)途經(jīng)多個(gè)地區(qū)。當(dāng)?shù)貐^(qū)之間有明顯的溫差時(shí)，計(jì)量儀表的測量精確度難以保證。另外，降雪、暴雨等難以控制的客觀天氣因素也會(huì)影響天然氣管道壓力，即便進(jìn)行差異分析，也無法完全恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的測量精準(zhǔn)度，造成天然氣輸送誤差。

2.3 計(jì)量儀表誤差累積

在天然氣流量的測量過程中，因多方干擾因素的限制，計(jì)量儀表難免出現(xiàn)測量誤差。盡管每次誤差都處于可控的允許范圍，但超長運(yùn)輸管道就意味著諸多小誤差的積累，最終綜合測量結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)明顯誤差。當(dāng)前，天然氣計(jì)量儀表都比較先進(jìn)，但還是無法絕對避免誤差累積，造成輸差，影響天然氣的穩(wěn)定運(yùn)輸。

3 天然氣輸差的有效控制措施

3.1 對輸差曲線圖進(jìn)行科學(xué)對比

輸差曲線圖可以作為重要參考依據(jù)，應(yīng)用于計(jì)量儀表檢查中。輸差曲線圖繪制具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性，首先要合理劃分管道，在對每個(gè)單一分段天然氣輸差情況進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，完成所有數(shù)據(jù)的分類、整合與匯集，最后對比分析整個(gè)管道的全局輸差圖。如果發(fā)現(xiàn)某兩段曲線在走向上具有一致性，則表明這一曲線對應(yīng)的管道分段存在天然氣輸差問題[4]。輸差曲線圖能快速且有效地縮小檢測范圍，減少檢測工作量，大大提升發(fā)現(xiàn)輸差問題的速度，提高找到輸差問題的精準(zhǔn)度，進(jìn)而采取有效的補(bǔ)救措施，將天然氣管道輸差控制在允許范圍內(nèi)。

3.2 確保數(shù)值監(jiān)控和檢測的實(shí)時(shí)性

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，天然氣計(jì)量儀表更加先進(jìn)，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、傳輸和分析的遠(yuǎn)程操作，通過計(jì)算機(jī)終端操作，打破時(shí)空限制，全面、實(shí)時(shí)地監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，并自動(dòng)記錄每個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)。所以，要分析天然氣輸送特點(diǎn)，全面了解各種計(jì)量儀表優(yōu)勢，設(shè)置科學(xué)合理的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。同時(shí)，要結(jié)合天然氣企業(yè)實(shí)際運(yùn)行需求，不斷優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)量儀表數(shù)據(jù)并做好動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對比，實(shí)現(xiàn)全局性的遠(yuǎn)程有效監(jiān)測，快速準(zhǔn)確地定位造成輸差的故障點(diǎn)并分析具體原因，最終有效控制輸差。

3.3 合理選擇標(biāo)準(zhǔn)的天然氣計(jì)量儀表

提升計(jì)量精準(zhǔn)度的基礎(chǔ)是選用適宜且準(zhǔn)確的測量儀表，在天然氣輸差控制中，最常用的方式也是合理選取天然氣計(jì)量儀表。當(dāng)前，對于天然氣流量的控制，大部分天然氣企業(yè)難以做到絕對的準(zhǔn)確，因此必須嚴(yán)把設(shè)備節(jié)能關(guān)，切實(shí)選擇合格的節(jié)流設(shè)備，使得工作人員無須掌握更多數(shù)據(jù)，在了解天然氣流量變化的條件下就能有效控制計(jì)量儀表的差變。天然氣企業(yè)應(yīng)合理選擇天然氣測量儀表，提高突發(fā)事件應(yīng)對能力，有效消除測量誤差對天然氣輸差控制和儀表管理的負(fù)面影響。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多先進(jìn)的設(shè)備和儀器應(yīng)用到天然氣生產(chǎn)運(yùn)輸中，測量儀表更具精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性，可以將天然氣輸差控制在最低限度。

3.4 加大計(jì)量儀器安裝的研究力度

選擇天然氣計(jì)量儀表后，天然氣企業(yè)要進(jìn)行設(shè)備安裝。具體來說，天然氣企業(yè)應(yīng)遵循安裝準(zhǔn)則，同時(shí)參照天然氣管道時(shí)機(jī)輸送需求，委派專業(yè)技能熟練的人員安裝儀表。安裝期間，一旦出現(xiàn)偏差，皆有可能影響天然氣輸送質(zhì)量，同時(shí)流體內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，很難保障后期測量精確[5]。由此不難看出，天然氣計(jì)量儀表裝置安裝直接影響最終測量結(jié)果。因此，在日常管理中，天然氣企業(yè)不僅要加強(qiáng)對計(jì)量儀表安裝人員的培訓(xùn)，還要關(guān)注后期維護(hù)工作，注重選擇業(yè)務(wù)精、事業(yè)心強(qiáng)的專業(yè)人員負(fù)責(zé)后期維護(hù)，避免出現(xiàn)輸差，提升經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 積極采用國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備和相關(guān)技術(shù)

相比發(fā)達(dá)國家，我國天然氣輸送技術(shù)研究還處于發(fā)展階段，所以技術(shù)尚不成熟。部分發(fā)達(dá)國家基于長期的研究實(shí)踐和研究經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的研究成果，掌握了較為先進(jìn)的天然氣測量技術(shù)和輸差控制方法。為了加強(qiáng)天然氣計(jì)量儀表管理，提升輸差控制水平，我國天然氣企業(yè)應(yīng)結(jié)合長期研究經(jīng)驗(yàn)和取得的研究成果，充分運(yùn)用較為先進(jìn)的測量技術(shù)和有效的輸差控制方法，并在應(yīng)用過程中結(jié)合我國實(shí)際情況，開展創(chuàng)新型研究。同時(shí)，我國天然氣企業(yè)要大力引進(jìn)符合自身發(fā)展實(shí)際需求的先進(jìn)測量技術(shù)和儀器。目前，有較好應(yīng)用效果的是在線氣相色譜系統(tǒng)。值得注意的是，在應(yīng)用過程中，為降低天然氣輸差，天然氣企業(yè)要根據(jù)環(huán)境變化差異，調(diào)整天然氣計(jì)量方案。

4 結(jié)語

當(dāng)前，天然氣企業(yè)普遍面臨節(jié)能環(huán)保的發(fā)展難題，因此要加強(qiáng)天然氣計(jì)量管理，提高輸差控制水平。天然氣企業(yè)要以現(xiàn)有天然氣計(jì)量儀表和灌輸系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對相關(guān)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行更新?lián)Q代，將安裝、測量、維護(hù)和管理等工作落實(shí)到位，進(jìn)而科學(xué)管理天然氣計(jì)量儀表，嚴(yán)控輸差，最終實(shí)現(xiàn)長期、穩(wěn)定發(fā)展。

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