趙海霞

摘 要：可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化，低效高污染的煤炭逐漸被天然氣所取代，其本身具有燃燒效率高、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)、化工產(chǎn)業(yè)等方面作為優(yōu)質(zhì)原料和高效燃料，有著廣泛應(yīng)用。在天然氣生產(chǎn)、集輸過程中，流量計(jì)量是非常重要的工作，如果存在計(jì)量誤差，會(huì)影響燃?xì)夤竞陀脩舻那猩砝?。本文?duì)天然氣計(jì)量誤差的原因進(jìn)行了分析，提出了有效的改進(jìn)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：天然氣;計(jì)量;誤差

在我國天然氣行業(yè)一般都是采用體積流量對(duì)天然氣產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)量，采用的是差壓式孔板流量計(jì)，不僅安裝方便，穩(wěn)定可靠，而且維護(hù)相對(duì)簡單。自20世紀(jì)70年代，結(jié)合我國的實(shí)際需求，在國外先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了新的天然氣計(jì)量設(shè)備，提升了計(jì)量的精度和穩(wěn)定性，不過在實(shí)際計(jì)量中，同樣有誤差的存在，需要做好分析和解決。

1 天然氣計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因

1.1 計(jì)量儀表

在當(dāng)前的天然氣流量計(jì)量中，采用的是孔板流量計(jì)，其對(duì)于孔板的加工有著非常嚴(yán)格的技術(shù)要求，必須嚴(yán)格依照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，不然就可能會(huì)帶來計(jì)量誤差問題。一是孔板彎曲，其本身需要考慮孔板的安裝和維修問題，在這種情況下，孔板會(huì)出現(xiàn)一定的彎曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致比較巨大的計(jì)量誤差，最大可以達(dá)到3.5%;二是孔板安裝，應(yīng)該在保證正常安裝的基礎(chǔ)上，注重細(xì)節(jié)部分，否則就可能出現(xiàn)較大的計(jì)量誤差。例如，導(dǎo)壓管走向不合理，使得無法對(duì)差壓進(jìn)行有效傳導(dǎo);密封墊片的加工不合理，墊片伸出環(huán)室，對(duì)于天然氣傳輸?shù)姆€(wěn)定性造成干擾;三是節(jié)流裝置問題，主要指節(jié)流裝置內(nèi)的突出物，包括墊片、焊縫等，其同樣會(huì)導(dǎo)致一定的計(jì)量誤差，誤差的大小由突出物的位置、長度等決定。相關(guān)研究表明，如果突出物位于孔板上游管徑2倍位置，誤差最大，當(dāng)突出物存在于孔板下游位置時(shí)，計(jì)量誤差較小。

1.2 使用條件

一般情況下，設(shè)備和儀器在使用過程中會(huì)受到外界因素的影響，因此，當(dāng)使用條件發(fā)生變化時(shí)，天然氣計(jì)量就可能會(huì)出現(xiàn)誤差。例如，在天然氣運(yùn)輸過程中，如果氣體出現(xiàn)突然的壓力或者流速變化，則可能會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的差壓波動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)脈動(dòng)流，如果在節(jié)流裝置中，出現(xiàn)了比較明顯的脈動(dòng)流現(xiàn)象，則可能會(huì)引發(fā)較大的計(jì)量誤差。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，脈動(dòng)流引發(fā)的誤差問題最大可以達(dá)到20%～30%;又如，季節(jié)的變化會(huì)導(dǎo)致天然氣用量的變化，進(jìn)而導(dǎo)致超量程的問題。以蒸汽計(jì)量為例，對(duì)其在不同季節(jié)的流量變化進(jìn)行對(duì)比，可以明顯看出，冬季流量大而夏季流量小，在這種情況下，可能會(huì)存在天然氣實(shí)際流量超出儀表本身量程的情況，從而引發(fā)計(jì)量誤差。從城市燃?xì)夤?yīng)的角度分析，如果計(jì)量裝置沒有設(shè)置相應(yīng)的調(diào)峰措施，當(dāng)出現(xiàn)天然氣流量的頻繁波動(dòng)變化時(shí)，同樣會(huì)引發(fā)計(jì)量誤差。

1.3 天然氣質(zhì)量

一是天然氣純度問題，天然氣一般作為石油的伴生氣而存在，當(dāng)其從地下被開采出來后，往往會(huì)經(jīng)過過濾、除塵以及分離等一系列的操作，但是這樣仍然無法保證徹底清除其中的雜質(zhì)，在傳輸過程中，雜質(zhì)的存在可能會(huì)引發(fā)天然氣管道的腐蝕問題。如果雜質(zhì)積聚在孔口或者孔板上，可能會(huì)導(dǎo)致天然氣流速的突然變化，又或者孔板截面的收縮，而孔板流量計(jì)對(duì)于這些變化是非常敏感的，如果不能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行清理，就可能引發(fā)計(jì)量誤差。二是天然氣含水量問題，含水量會(huì)直接影響天然氣計(jì)量的精度，如果在天然氣傳輸中，存在有少量的液體，可能會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)量偏高，通常認(rèn)為，測(cè)量中的濕氣流量會(huì)隨著孔徑比的增大而減小，當(dāng)孔徑比的數(shù)值為0.7時(shí)，計(jì)量得到的流量偏差為-1.7%，如果天然氣中夾帶有少量液體，則孔徑比為0.5時(shí)，孔板本身的性能穩(wěn)定，但是想要得到準(zhǔn)確的計(jì)量結(jié)果，還需要從孔板的上游將夾帶的液體脫出。如果使用舊的孔板流量計(jì)對(duì)濕氣進(jìn)行測(cè)量，則計(jì)量值的誤差在3%左右。

2 天然氣計(jì)量誤差的改進(jìn)對(duì)策

2.1 消除脈動(dòng)流

想要對(duì)天然氣計(jì)量中的脈動(dòng)流進(jìn)行消除，減少其產(chǎn)生的影響，必須采取控水采氣措施，在不會(huì)產(chǎn)生地層水的條件下，開展氣井生產(chǎn)，消除脈動(dòng)的源頭。同時(shí)，應(yīng)該將管線中的游離態(tài)液體消除，及時(shí)對(duì)管道內(nèi)部堆積的雜質(zhì)和液體進(jìn)行清除，在這個(gè)過程中，為了提高效率，可以引入自動(dòng)清管系統(tǒng)，或者設(shè)置相應(yīng)的分液器，切實(shí)消除管線積液導(dǎo)致的脈動(dòng)問題。利用高效分離器，可以強(qiáng)化氣水分離效果，當(dāng)徹底清除天然氣中的水分后，才能夠保證計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同樣，為了有效抑制天然氣脈動(dòng)源引發(fā)的差壓波動(dòng)現(xiàn)象，可以在天然氣傳輸管網(wǎng)中，設(shè)置專門的脈動(dòng)消減器，也可以選擇恰當(dāng)位置，設(shè)置緩沖罐。為了盡量減少乃至消除脈動(dòng)對(duì)于天然氣流量計(jì)量的影響，還應(yīng)該設(shè)置調(diào)壓閥，通過調(diào)節(jié)保證輸出壓力的穩(wěn)定性。

2.2 規(guī)范孔板加工

應(yīng)該嚴(yán)格依照國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)孔板進(jìn)行加工和安裝，確?？装迩白枇男问脚浣娱L度合理，一般必須達(dá)到30D。如果在進(jìn)行孔板安裝的過程中，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地條件不允許，則可以將整流器設(shè)置在孔板前的直線管段上，保持管道線與孔板入口斷面垂直，將控制器的偏度控制在1°以內(nèi)，同時(shí)嚴(yán)禁孔板的反向安裝。必須切實(shí)保證壓差計(jì)的類型標(biāo)準(zhǔn)，使用正確，如果發(fā)現(xiàn)壓差計(jì)工作量程低于30%，則需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換，或者調(diào)整孔板的規(guī)格。當(dāng)法蘭取壓β值在0.2～0.75之間時(shí)，角接取壓β值應(yīng)該在0.4～0.6。

2.3 加強(qiáng)日常管理

應(yīng)該重視天然氣計(jì)量的日常管理工作，做好孔板的定期清潔，如果發(fā)現(xiàn)有設(shè)備和器件損壞，則需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換，同時(shí)結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，修正測(cè)量結(jié)果。在進(jìn)行孔板流量計(jì)的日常操作環(huán)節(jié)，從保證計(jì)量準(zhǔn)確性的方向考慮，需要對(duì)其進(jìn)行定期檢查校正和清理，檢查內(nèi)容包括儀表零點(diǎn)、D/A轉(zhuǎn)換通道等，而清理工作則主要是針對(duì)孔板、孔口，對(duì)于存在缺陷的孔板，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換。必須認(rèn)識(shí)到，天然氣計(jì)量的精度受天然氣本身溫度、密度、壓力等的影響巨大，需要結(jié)合實(shí)際工況，選擇相應(yīng)的儀器設(shè)備，做好天然氣各項(xiàng)參數(shù)的量測(cè)工作，如果發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)出現(xiàn)變化，則應(yīng)該及時(shí)做出調(diào)整，對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行校正，將誤差控制在允許范圍內(nèi)。

2.4 拓展量程范圍

在保持天然氣正常傳輸，不拆動(dòng)管道的情況下，可以引入可換孔板節(jié)流裝置以及定值節(jié)流裝置，對(duì)量程范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?，這樣不僅能夠?yàn)榭装宓臋z查、清理、更換提供便利，還能夠保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。一般情況下，孔板的測(cè)量范圍為3.5：1，但是實(shí)際工況通常并不會(huì)全部在這個(gè)范圍內(nèi)，如果超出了測(cè)量范圍，則會(huì)引發(fā)計(jì)量誤差。以定值節(jié)流裝置配合流量計(jì)算機(jī)或者寬量程差壓變送器，可以實(shí)現(xiàn)量程的有效擴(kuò)展，提升壓差流量計(jì)計(jì)量的智能化，也可以通過批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。通過可換孔板節(jié)流裝置以及定值節(jié)流裝置的配套使用，可以推動(dòng)節(jié)流裝置的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，進(jìn)而提升計(jì)量的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，天然氣在社會(huì)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，天然氣流量計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性也因此受到了越來越多的關(guān)注。在天然氣計(jì)量中，受多方面因素的影響，容易出現(xiàn)計(jì)量誤差，需要得到重視，對(duì)引發(fā)誤差的原因進(jìn)行分析，采取切實(shí)有效的應(yīng)對(duì)和改進(jìn)措施，進(jìn)一步提升計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，做好流量計(jì)的檢定和維護(hù)，保證天然氣計(jì)量工作的良好效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李均鳳.天然氣計(jì)量誤差分析及改進(jìn)措施研究[J].中國化工貿(mào)易，2014（34）.