天然氣長輸管道輸差問題的分析與研究

王秋天WANG Qiu-tian

（遼河油田燃氣集團公司，盤錦124114）

0 引言

近些年，天然氣以其高熱值、安全潔凈的特點逐漸成為新“能源革命”的主角，國家、產業和公眾的利益的關系正隨著天然氣能源的發展而不斷調整。而天然氣消費市場中供需雙方對計量精度的要求越來越高。當前，天然氣管道運輸行業中輸差現象非常普遍，供需雙方常常因為市場公平問題產生矛盾。天然氣管道運輸輸差問題除了反映出計量問題外，還與輸氣成本密切相關，是事關企業經濟利益的重要因素。

1 天然氣輸差控制概論

一般來講，天然氣長輸管道輸差現象的根源在于計量失誤。在輸氣過程中，因儀表故障或非計量漏失導致計量失誤而造成的輸差現象比較常見。輸差控制就是通過計量數據分析定量輸差的異常程度以及造成定性輸差的原因，同時針對存在輸差的區域采取調控措施，控制輸差范圍。

1.1 天然氣輸差 天然氣輸差，即天然氣在長輸管道運輸過程中量值減少。具體根據式（1）計算：

在式（1）中，t表示時間，T 表示時間周期（秒、小時、日或月等），Δ 表示天然氣輸差（m3），Qj、Qc表示流入集輸系統的氣量（m3）和流出集輸系統的氣量（m3）。

天然氣計量是一種多參數的間接動態測量過程。以一個天然氣管輸企業為例，如果以年集輸氣量為10×108m3為例，天然氣輸差1%計算，則天然氣輸差可達1000×104m3，可見計量誤差所造成的經濟損失多么巨大。鑒于此，為了控制輸氣成本，避免企業的經濟效益受損，有必要綜合分析、研究天然氣輸差問題。

1.2 天然氣輸差定位基礎工作 從經濟效益的角度來分析，天然氣輸氣管網系統越復雜，由輸差造成的經濟損失就越大，企業應該盡快鎖定輸差區域，及時采取調控措施控制輸差，從而避免浪費輸氣成本。輸差區域定位需要做大量工作，其中一些基礎性工作至關重要。

1.2.1 計量資金投入 為了提高輸差分析效率，首先要增加資金，完善輸氣管網的計量設施。投入的資金主要用于以下幾個方面：①計量完善資金：首先要做到的計量點計量器具配備完善。實現站的進出口有計量，線的起點和終點都有計量。②計量改造資金：計量改造是為了縮減計量誤差帶給計量工作者輸差分析的盲區。確保計量改造的資金供應到位是提高計量質量的重要前提。③計量專項資金：設立計量設施購置及日常校驗專項資金，提高計量效率。

1.2.2 網絡化輸差控制管理 以往的輸差分析是基于一個企業整體的天然氣綜合輸差展開分析，并未充分考慮各分站、各長輸管線的輸差，最終的分析結果也只能反映整體的輸差現象，而無法解決根本性問題。現代企業引入了量化分析理念，進一步健全了計量管理制度，完善了計量管理工作流程，構建了一套綜合性輸差管理網絡系統，從根本上確保輸差分析準確、客觀，提高計量精度。

1.2.3 計量數據準確度保證 ①分別在天然氣管網關鍵點和單位管理區域分界點布置計量交接點，由交方單位指派專人計量天然氣流量，并調派專職人員定期維護和校驗計量設施。接方單位也指定專職人員全程監督天然氣流量計量以及計量設施的日常維護工作，以便發現問題時雙方能夠在第一時間協商處理；②結束當天的流量計量工作后，接方人員簽字確認計量結果，交方在月底指派專人填報并簽字確認《天然氣計量交接記錄單》；③強化企業內部的計量監督。計量管理部門定期抽查計量設施，對計量歷史數據進行抽查并考核評比，從而提高計量數據準確性。

2 天然氣輸差分析方法

2.1 天然氣輸差分析 每日根據收集整理的當日的計量數據編寫天然氣輸差分析日報表。實際工作中為便于讀取和區分，可將輸差歸類為站輸差、線輸差、綜合輸差等。

式（2）中，ΔZ表示站輸差（m3），ΣQJZ、ΣQCZ表示進出站總氣量（m3）。

式（3）中，ΔX表示線輸差，ΣQQD、ΣQZD表示起點和終點的總氣量（m3），ΣQGB表示管存變化量（m3）。

③綜合輸差：若要計算某天然氣管輸企業的天然氣綜合輸差，首先要做的是通過該企業的總外輸氣與總購氣量之差進行物料平衡。

2.2 天然氣輸差分析方法 天然氣管網輸差分析的常見方法有：

2.2.1 計量先行法 輸差分析首先定位計量儀表，因為計量設施故障導致的計量誤差相對于管道泄漏更常見。計量儀器的日常維護與校驗相對簡單，而且比較及時。所以業界普遍認同“輸差一出、計量先行”的計量校驗處理方法。

2.2.2 瞬時流量平衡法 小范圍的計量誤差通常只需對計量儀器進行校驗和封裝，然后計算出每臺儀表的流量瞬時值，再調整流量計量數據即可解決。若已超出誤差范圍，則要進一步調研輸差現象，分析原因，直至流量平衡。有的線輸差相距較遠，流量平衡時可以借助手機現場通話，兩邊同時求取某一瞬時流量（注意考慮管存的變化量），實施觀測輸差的變化。

2.2.3 計量數據跟蹤法 天然氣管網的計量數據通常都存在值傳遞的特性，要針對某臺計量儀表分析其準確性，只要知道該計量點的上游計量點和下游計量點的計量數據，根據對比就可以分析該計量數據的準確與否。

2.2.4 縮短周期法 天然氣輸差僅靠日輸差分析是不夠的，條件允許的情況下應縮短分析周期。可以使用SCADA系統進行輸差自動分析預警，盡快鎖定輸差源頭，指派專職計量人員以小時為單位，采集各站的溫度、壓力和流量數據，根據采集的數據信息分析長輸管網出現輸差現象的原因，并制定針對性的解決對策，控制輸差，降低運營成本。

2.2.5 量值溯源法 在天然氣的量值溯源過程中，涉及到介質、流量范圍、壓力、溫度等條件的影響。通過一條具有不確定度的不間斷比較鏈，使測量結果能夠與有關的測量標準聯系起來。天然氣管輸企業應根據自身的特點，建立與之相適應的量值溯源體系，保證計量準確可靠，為輸差考核提供準確的數據。

總之，天然氣長輸管道輸差控制與輸差分析是全面應用天然氣計量知識，快速響應并處理現場計量故障的綜合技能，通過計量人員的艱苦努力，堅持誠信為本，求真務實，有效控制輸差，實現供需雙方雙贏，使天然氣計量的準確性更上一個新的臺階，為天然氣事業大發展做出更大的貢獻。

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