配氣站輸差控制措施探討

張國新 春艷 李玉龍

【摘 要】本文主要結合配氣站的運行狀況分析影響場站計量輸差的因素，主要是計量器具的選型與安裝問題，計量儀表的精度問題，氣體組分的影響問題，管存計算的影響問題，并提出相應的控制措施，主要采取了加強計量數據管理，優化計量方式，定期對計量儀表進行檢定、校準及維護，科學選型，正確安裝計量系統，加強對場站人員的培訓，提升計量管理水平。

【關鍵詞】配氣站；計量輸差；成因與控制

隨著人民生活水平的提高和環境意識的提高，對清潔能源和天然氣的需求日益增加。天然氣的傳輸損耗測量是一個不容忽視的問題。以天然氣一級輸氣站為例，年輸產能可達1.0×109m3以上，如果用1%的傳輸誤差計算，一年的差值將是1×107m3。為了提高企業的經濟效益，提高天然氣計量管理水平勢在必行，而控制輸差是衡量計量管理水平的基礎。

一、配氣站輸損原因分析

天然氣的運輸主要依靠長輸管道，天然氣配氣站是供需雙方的紐帶。由于計量儀表的精度、氣體成分的變化、計量儀表的選擇和安裝等因素的影響，使得供氣方與用戶接收存在偏差，即傳輸差異。如何降低計量傳輸損耗是計量人員面臨的主要問題。傳輸損耗主要是指天然氣在輸送過程中的偏差。天然氣流量測量涉及多個參數，影響因素很多。其中，測量儀器的選擇和安裝、測量儀器的精度、氣體組分和存儲計算等因素對傳動差值的測量有較大影響。

1.測量儀器的選擇和安裝

測量儀器的選擇和安裝是否符合天然氣管道輸送的實際情況直接決定了測量誤差。因此，在測量儀器的設計和選擇中，應根據實際下游氣體用量負荷、所需壓力、峰谷耗氣量等參數進行科學的設計和選擇，以實現科學、準確、可靠的測量。計量儀表的選型精度將影響測量精度。如果計量設備與燃氣的實際情況不符，則會有兩種情況。一是“大材料，小使用”，氣量不能達到計量的初始流量，小流量計量損失；二是“小材大用”，氣體體積超過測量儀器的大流量，不僅影響測量的準確性，而且縮短了測量儀器的使用壽命，一般情況下，合理的測量范圍應在30%～80%o之間。如果測量儀器型號選擇得當，如果安裝不當，傳動輸差就會增大。例如，如果整流器沒有嚴格按照設計要求安裝，或者直管段沒有按照標準安裝，或者溫度變送器安裝在前直管段，則管道中的天然氣會發生湍流，旋轉、脈動和其他不確定因素。流量將嚴重影響超聲波流量計、渦輪流量計的測量精度。

2.測量儀器的準確度

計量儀表主要由流量計和匹配流量計算機、溫度變送器、壓力（壓差）變送器、成分分析儀等組成。計量儀器在長期使用中測量不準確的現象將直接影響到Q電源和Q接收測量的精度。由于配氣站和用戶條件的限制，流量計是不同的。目前，超聲波流量計和渦輪流量計被廣泛應用于門站。由于流量計的原理不同，各流量計的精度也各不相同。目前，超聲波流量計的精度可達±0.5%，渦輪流量計的精度可達1%。當計算標準流量時，將涉及氣體的溫度和壓力。以壓力傳感器為例，不同廠家生產的壓力傳感器的精度不同，會影響測量的精度，從而影響傳動輸差。

3.氣體成分的影響

目前，許多站都不使用在線色譜儀，正在使用定期（月或季度）采樣、離線分析天然氣組分。如果采樣間隔過長或采樣時間不合適，測量精度會受到影響。天然氣成分變化對速度流量計的影響主要表現在兩個方面：一是天然氣成分的變化影響流量計工況流量的輸出；二是天然氣組成的變化會影響壓縮系數Z的計算，從而影響標準流量的取值。

4.管存計算的影響

天然氣分子更活潑，具有一定的壓縮性。在傳動比計算時，應考慮溫度、壓力等條件引起的計算誤差。根據氣體狀態方程計算管坯。所涉及的參數包括壓力、溫度、管道體積和壓縮因子。壓力和溫度分別由壓力變送器和溫度變送器測量。體積由管道公稱直徑計算。按GB11062-98《天然氣熱值、密度和相對密度》計算壓縮因子，在計算方法中，計算標準條件下的壓縮系數Zn。在天然氣輸送過程中，管道壓力和溫度不是恒定的，而是一個可變參數。因此，如何獲取壓力和溫度值將影響管道儲存測量的準確性。

二、配氣站輸損控制措施

1.加強計量數據管理，優化計量模式。

加強測量數據管理，優化測量方法，大大減小了儀器測量裝置失調引起的測量誤差。首先，在測量數據管理中，要搞好測量數據的監控和測量切換量的比較，建立傳輸管理文件，定期比較橫向和縱向傳輸數據，及時掌握配氣站的情況。傳輸差值，及時發現異常傳輸數據的原因。同時，結合本站的SCADA遠程傳輸技術，對發生傳輸差異的區域進行精確定位，將發生傳輸差異的區域的測量裝置追溯到源，即測量值的傳輸。環值和儀器的校準和檢測。結果表明，當測量裝置失準時，必須及時更換測量裝置，從而在很大程度上減小由測量裝置失準引起的測量誤差。其次，全面了解配氣站的氣體質量，安裝在線色譜分析儀，實時在線分析天然氣組分；

在沒有色譜分析儀的門站，應縮短周期采樣周期，及時改變天然氣組分，減少氣體組分對輸送差的影響。最后，準確計算管道存儲的變化，科學合理地選擇溫度、流量、壓力值，在很大程度上減小管道儲存引起的傳動輸差。

2.定期檢定、校準及維護測量儀器。

為了測量的可追溯性和準確性，需要定期校驗和校準。天然氣計量器應根據不同類型定期校準，超聲波流量計應每兩年校準，溫度變送器和壓力變送器應每年校準一次。同時，加強日常檢查和維護工作，及時檢測影響測量精度的因素，避免造成較大的測量誤差。檢查人員需要定期對測量系統進行檢查。檢測內容主要包括超聲波流量計、流量計算機、壓力變送器、溫度變送器、電源箱等部件。對于超聲波流量計，需要定期對信號處理單元進行檢查，無論是零流量測量是否準確，超聲波換能器表面是否存在沉積物等。定期收集流量檢測系統的運行數據，并進行分析比較，以確定流量計是否存在故障，例如，每隔兩小時進行聲速校驗，將流量計檢測出的理論聲速與0之間的差異，小于25%，否則，流量計出現故障。

3.科學選材，正確安裝

科學、合理地選擇和安裝計量系統是控制配氣站計量和傳輸損耗的有效措施之一。計量裝置的選擇應根據工藝設計、安裝條件、計量裝置的性能、流體特性、經濟性等因素。從工藝設計和安裝條件的角度考慮，在選擇計量儀表時，必須考慮燃氣管道的管徑、局部環境、外部電磁或振動干擾、計量裝置安裝的空間和配套設施。從計量裝置的性能出發，選擇計量裝置必須考慮計量精度、計量指標、壓力損失數據和輸出信號特性。從流體特性的角度出發，計量裝置的選擇必須考慮管道壓力、管道天然氣的組成和化學性質。在考慮上述因素后，所選計量裝置必須滿足經濟要求。

4.加強現場人員培訓，提高計量管理水平。

加強計量人員的培訓，可以有效地減少人為因素造成的測量誤差。 首先，對企業內的計量人員進行專業化、系統化的培訓，才能取得計量證書。其次，由于計量人員處于生產現場，經常接觸計量儀表、器具等，因此應加強對計量人員的培訓，組織對計量儀表、器具的工作原理、日常檢查和維護等方面的培訓。正確掌握計量工作的流程和各節點傳遞差權的控制過程。最后，要加強對計量人員、配氣站值班人員的考核，防止計量人員、值班人員忽視提供準確的數據，造成人為誤差。確保及時完成輸差控制工作。

【參考文獻】

[1]劉豐平.天然氣輸差產生原因及管控要點分析[J].化工管理，2016（8）.

[2]李凱.天然氣管輸計量輸差的成因及控制措施[J].化學工程與裝備，2015（7）.