程德才（重慶興燃能源有限責(zé)任公司，重慶 400000）

0 引言

輸差管控是衡量場站經(jīng)營管理水平一個重要的指標(biāo)。輸差的大小不僅直接影響場站的經(jīng)濟效益，也對場站的安全管理具有一定的影響。產(chǎn)生輸差的原因眾多。針對單一的以管道氣為氣源的CNG加氣站的輸差原因分析比較完善[1-3]，而以管道氣和LNG雙氣源的CNG、L-CNG合建站的輸差影響因素則未見研究。本文針對CNG常規(guī)站和L-CNG的合建站開展輸差分析和研究，并提出改善輸差的措施和建議。

1 CNG、L-CNG合建站工藝特點

CNG常規(guī)站的一般流程是連接城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，以管道氣為氣源，通過調(diào)壓、計量、增壓、脫水后儲存在高壓儲氣設(shè)施內(nèi)并進行CNG銷售；L-CNG加氣站則采取槽車外運LNG的方式，在站內(nèi)將槽車內(nèi)LNG卸載到站上低溫儲罐，LNG經(jīng)柱塞泵“加壓”后氣化為CNG，儲存在高壓儲氣設(shè)施，通過加氣機給車輛加氣。CNG常規(guī)站和L-CNG的合建站則將兩套系統(tǒng)合理布局在一個場站。

2 輸差分析

鑒于目前管道氣結(jié)算都是采用標(biāo)準(zhǔn)體積計量，而LNG則以質(zhì)量計量，CNG銷售也以質(zhì)量計量因此，合建站輸差的計算：

式中：ΔQ為場站輸差（Nm3）， Qi0為輸差計算期內(nèi)管道氣購進氣量（Nm3），Qi1為輸差計算期內(nèi)LNG購進氣量（t）， P為LNG氣化率（Nm3/t），Qx為輸差計算期內(nèi)場站銷售量（kg），ρN為車用CNG標(biāo)準(zhǔn)密度（293K，101.325kPa狀態(tài)下），（kg/m3），重慶為0.6804[4]，∑N1為輸差計算期開始時間點場站內(nèi)管道（以N10表示）和儲氣設(shè)施（以N11表示）內(nèi)的氣體，Nm3，∑N1=N10+N11；∑N2為輸差計算期結(jié)束時間點場站內(nèi)管道（以N20表示）和儲氣設(shè)施（以N21表示）內(nèi)的氣體，Nm3，∑N2=N20+N21。

輸差主要來自于：計量誤差、過程損耗、管道及儲氣井氣量差異和計算“偏差”。

2.1 計量誤差

合建站流量計包含：管道氣系統(tǒng)進氣體積流量計、CNG加氣機的質(zhì)量流量計、L-CNG系統(tǒng)的地磅。

管道氣進氣計量廣泛采用羅茨流量計，計量精度為±1.5%，對氣源的氣質(zhì)要求較高，若氣源臟，含水量高，則計量偏大[5]。

LNG計量則主要采用在液化工廠的地磅，以磅單作為結(jié)算依據(jù)，買方可通過地磅或其他法定計量儀器、設(shè)備復(fù)核。地磅最大允許誤差在±0.15%以內(nèi)[6]。

加氣機采用質(zhì)量流量計，基于科里奧利力原理，直接測量氣體的質(zhì)量流量，受氣體密度、壓力和溫度影響較小，按國家計量檢定規(guī)程，加氣機質(zhì)量流量計計量誤差是±1%[7]。

合建站采用不同的計量儀器，法定計量誤差的差異在一定程度上會引入輸差。

2.2 過程損耗

工藝系統(tǒng)中過程損耗主要有兩個方面：正常損耗和非正常損耗。

正常損耗指由于設(shè)備工藝或生產(chǎn)工藝要求，在正常生產(chǎn)過程中必須發(fā)生的、無法回收的對系統(tǒng)外的排放。非正常損耗指的是由于操作過程未嚴(yán)格遵守操作規(guī)程或工藝缺陷導(dǎo)致的損耗，可以通過對工藝系統(tǒng)的設(shè)計改進和操作規(guī)程的嚴(yán)格執(zhí)行來避免。

2.2.1 正常損耗

正常損耗包含：排污、工藝放空、活動部件泄漏。

（1）排污

壓縮機、干燥塔、廢氣罐、儲氣井和售氣機排污。

（2）工藝放空

設(shè)備啟停階段自動卸壓以及由于工藝特點無法回收的放空氣體。

CNG常規(guī)站工藝系統(tǒng)：①停機后壓縮機排空；②干燥塔排空。

L-CNG工藝系統(tǒng)：①卸車完成軟管中殘留LNG和BOG的放空；②卸完液后管道中殘留LNG、BOG的放空；③柱塞泵運行前、中和停機的泄壓排空。

（3）活動部件的泄露

運動部件無法實現(xiàn)100%密封，比如壓縮機活塞、柱塞泵活塞桿處都會有一定的泄露。

2.2.2 非正常損耗

L-CNG加氣站主要采用增壓卸車方式。卸車環(huán)節(jié)導(dǎo)致的輸差包含兩個方面：

（1）槽車中的殘余LNG

L-CNG加氣站一般未設(shè)置地磅等卸車計量裝置。是否卸車完成，依靠場站操作人員的判斷：軟管內(nèi)無流動聲音，槽車液位計歸零，軟管表面結(jié)冰狀況減少等。殘余量的多少與卸車增壓操作流程和場地坡度、卸車臺與槽車出液口法蘭中心線高差等有直接的關(guān)系。往往槽車中都有LNG的殘留，最大可達到幾百公斤。

（2）槽車中的BOG

在卸車過程中必須依靠BOG將槽車壓力增高，保持對儲罐的0.2MPa以上的正壓差。也就導(dǎo)致卸車完成后槽車中剩余壓力在0.3～0.5MPa，按一般0.1Mpa要求，未能回收利用的BOG量達到150～300kg[8]。

2.2.3 過程損耗統(tǒng)計

各環(huán)節(jié)的損失情況如表1所示。

表1 各環(huán)節(jié)的損失情況

2.3 管道及儲氣井氣量差異

CNG進入儲氣設(shè)施，儲氣設(shè)施供應(yīng)加氣機后對車進行加氣。根據(jù)氣體狀態(tài)方程，天然氣密度與溫度相關(guān)，密度越低相應(yīng)的密度越大。在輸差計算的起止時間點上，儲氣井內(nèi)氣體溫度不一樣將導(dǎo)致同樣壓力狀態(tài)下儲氣井內(nèi)氣體的量的差異。

2.4 計算偏差

LNG購進按質(zhì)量計量，根據(jù)JJG996-2012《壓縮天然氣加氣機檢定規(guī)程》的要求，CNG銷售按質(zhì)量結(jié)算，管道氣購進是按體積計量，在核算輸差時就必須進行單位的統(tǒng)一。

在進行輸差計算中，質(zhì)量和體積的換算會由于選取的標(biāo)準(zhǔn)密度與實際氣體密度的差異引入“虛擬輸差”（實際不存在，運行報表上才有的輸差值），“虛擬輸差”大小決定于LNG氣化后的密度和LNG的占比、管道氣的密度等。

3 輸差管控措施

（1）嚴(yán)格執(zhí)行排污操作，加強對氣質(zhì)的監(jiān)測。對場站來說，設(shè)備運行中的排污和放空是輸差的一個來源，而這部分只占0.5%以下。正常的排污是保證氣質(zhì)的重要措施，氣質(zhì)的穩(wěn)定和“干凈”對流量計精度有直接影響，流量計精度變動帶來的輸差是直接影響場站經(jīng)營效益的。

（2）減少設(shè)備啟停次數(shù)和故障停機次數(shù)。壓縮機、柱塞泵在啟停都會存在放空的情況，尤其是柱塞泵還需要預(yù)冷等，啟停次數(shù)增加對于設(shè)備磨損會加大，也會增加放空量，增加輸差。在合理配置儲氣設(shè)施和設(shè)備產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，要合理安排設(shè)備運行調(diào)配。加強設(shè)備的維護保養(yǎng)，減少故障停機次數(shù)，也能減少放空量。

（3）通過操作規(guī)程和工藝優(yōu)化，回收槽車中的BOG至0.1～0.2MPa，降低卸車過程的輸差。針對合建站，LNG卸車損失和計算輸差占了較大比重。可在卸車處增設(shè)卸車計量裝置，實時、單車核算卸車輸差。

（4）控制系統(tǒng)運行壓力，減少和避免安全閥超壓起跳，并加強對安全閥出口的泄漏監(jiān)測。加氣站是將低壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏旱倪^程，活動部件必然存在一定的“滲漏”，除此之外，跑冒滴漏是造成輸差的一個重要來源，法蘭、閥門、活塞等處是泄漏的高發(fā)部位，加強對這些部位的泄漏檢測，按技術(shù)要求進行操作和維保，避免或降低泄漏量。尤其加強對安全閥的監(jiān)測，安全閥出口端直接連接放空管，加氣站的安全閥基本為彈簧安全閥，多次起跳后密封性能降低，直接進入放空管，往往無法第一時間發(fā)現(xiàn)。

4 結(jié)語

加氣站輸差直接反應(yīng)場站設(shè)施設(shè)備運行和管理水平，是一項重要的工作，對于實際產(chǎn)生的輸差，可通過排污提升和保證氣質(zhì)、降低卸車損耗、強化法蘭及安全閥等部位的檢查維護能降低輸差，提高經(jīng)濟效益；但由于購進和銷售采取的計量單位的差異，在計算輸差時的單位換算由于選用的密度和實際密度的差異引入“虛擬誤差”，則可通過財務(wù)管理的方式來平衡或可通過具有檢測資質(zhì)的機構(gòu)對密度進行復(fù)核和修正。