天然氣計量誤差原因分析及改進探討

唐發(fā)坤

（大慶油田天然氣分公司五大隊，黑龍江 大慶 163000）

在進行天然氣計量時，通常使用體積流量，利用壓差式孔板流量計進行計量。這種計量劑在實際的應(yīng)用過程中不僅安裝非常方便，而且儀器的穩(wěn)定性也比較好，整個維護過程中比較簡單。我國在20 世紀對天然氣流量進行了改進升級，精度以及穩(wěn)定性都有了較大的提升，但是在實際應(yīng)用過程中仍然會出現(xiàn)一定誤差。

1 天然氣計量誤差產(chǎn)生的原因

1.1 計量儀表

目前在進行天然氣計量的時候主要使用的劑量計為孔板流量計，這種流量計在實際加工的過程中對孔板加工的要求非常高，在實際加工過程中必須要嚴格的按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準要求來進行，否則就會導(dǎo)致出現(xiàn)嚴重的計量誤差。一旦孔板出現(xiàn)偏心或者彎曲等現(xiàn)象，就會對孔板的安裝以及流量計實際的計量精度造成嚴重的影響。

（1）孔板安裝。在進行流量計安裝的過程中，通常情況下相關(guān)人員都能對安裝規(guī)范進行熟練掌握，但是在實際安裝過程中對一些細節(jié)的安裝問題不夠重視，導(dǎo)致流量計在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)較大誤差。例如，在進行孔板密封墊片內(nèi)孔加工的時候并沒有經(jīng)根據(jù)環(huán)室尺寸進行嚴格加工，導(dǎo)致墊片超出環(huán)室范圍，這對氣流在劑量計內(nèi)部的流動形成了較大的擾動作用；另外，導(dǎo)壓管實際走向如果設(shè)置不合理就會導(dǎo)致流量計內(nèi)部的氣壓差不能實現(xiàn)正常傳導(dǎo)；而平衡器不水平的也會導(dǎo)致計量劑出現(xiàn)嚴重的計量誤差。

（2）節(jié)流裝置。節(jié)流裝置問題主要指的是節(jié)流裝置的內(nèi)部出現(xiàn)了諸如墊片或者焊縫等突出物，從而使得出現(xiàn)一定的計量誤差，具體產(chǎn)生誤差的大小與突出物的位置、長度等都有很大的關(guān)系，在相關(guān)的研究中發(fā)現(xiàn)，如果在孔板上游2 倍的位置出現(xiàn)了突出物，這時產(chǎn)生的誤差是最大的，而如果突出物位于孔板下游位置，實際產(chǎn)生的計量誤差就比較小。

1.2 使用條件

通常情況下，計量儀器在實際應(yīng)用過程中會受到很多因素的影響，例如，在環(huán)境條件出現(xiàn)變化的情況下就會導(dǎo)致劑量計出現(xiàn)一定的誤差。天然氣在運輸過程中如果出現(xiàn)氣體壓力對突然變化或者流速出現(xiàn)較大變化，就會導(dǎo)致出現(xiàn)較大的壓差波動，進一步導(dǎo)致出現(xiàn)脈動流，一旦在進行計量的過程中在裝置中產(chǎn)生明顯的脈動流就會使得實際的計量誤差增加。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查表明，由于脈動流而導(dǎo)致的天然氣計量誤差能夠達到20%～30%。另外，因為季節(jié)變化出現(xiàn)天然氣消耗量出現(xiàn)較大變化就會導(dǎo)致流量計出現(xiàn)超量程現(xiàn)象。在利用蒸汽進行試驗的過程中發(fā)現(xiàn)，不同季節(jié)條件下進行蒸汽的流量進行計量，冬季實際的流量要遠比夏季的流量小，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象就很有可能會導(dǎo)致實際的天然氣流量超出儀器本身量程的現(xiàn)象，由此也會引發(fā)計量誤差。

1.3 天然氣質(zhì)量

天然氣是石油開采過程中的伴生氣，在開采出地面后通常多會經(jīng)過嚴格的過濾、除塵、分離等處理過程，但是這也不能充分保證天然氣的絕對純凈，在進行天然氣的傳輸過程中，由于雜質(zhì)的存在會對天然氣管道造成一定程度的腐蝕。如果天然氣中的雜質(zhì)在流量計的孔板或者孔口位置上大量積存就會導(dǎo)致天然氣出現(xiàn)氣流突然變化的現(xiàn)象。另外如果雜質(zhì)的積存導(dǎo)致孔板的截面出現(xiàn)縮小的現(xiàn)象，由于孔板流量計本身對的外界條件變化比較敏感，如果不能及時清理雜質(zhì)就會導(dǎo)致出現(xiàn)嚴重的誤差。另外，天然氣中一般都含有一定量的水分，這部分水分就可能會導(dǎo)致流量計出現(xiàn)計量值偏高的現(xiàn)象，通常情況下，隨著孔徑比的增大計量的濕氣流量會有所減小，當(dāng)孔徑比達到0.7 的時候，就會導(dǎo)致流量計產(chǎn)生-1.7%的計量偏差，而如果天然氣中含有一部分液體就會在儀器實際的孔徑比為0.5 的條件下，孔板自身的性能比較穩(wěn)定。但是如果要進一步提升計量的精度，就需要及時計量裝置上游的天然氣水分進行清除。

2 天然氣計量誤差的改進措施

2.1 消除脈動流

要想有效清除在流量計中產(chǎn)生的脈動流，進一步減小其對計量精度造成的影響，就必須要針對天然氣中的水分進行嚴格控制。因此，在實際進行天然氣開采的過程中，要在盡量保證不出現(xiàn)地層水的情況下來進行氣井開采，從開采的源頭上對天然氣的水分含量進行嚴格控制。與此同時，要盡量清除天然氣運輸管道中的游離態(tài)液體，要及時的清除管道內(nèi)部的雜質(zhì)以及液體等，為了進一步提升管道清理的效率，可以在天然氣管道中引入自動清管系統(tǒng)，或者利用高效率的分液器，這樣才能有效清除天然氣運輸管道因為積液問題而導(dǎo)致出現(xiàn)脈動流現(xiàn)象，通過對分離器的利用能夠有效提升氣液分離的效果，當(dāng)天然氣中徹底達到氣液分離后，就能夠充分保證流量計的計量精度。另外，為了進一步實現(xiàn)對天然氣氣源脈動導(dǎo)致的壓差波動的有效控制，可以在天然氣的集輸管道內(nèi)部安裝專門的脈動消減器，只要將其設(shè)置在集輸管道中的合理位置，并設(shè)置緩沖罐，就能最大程度減少因氣源脈動而對流量計的計量精度造成影響。

2.2 規(guī)范孔板加工

針對孔板的加工環(huán)節(jié)，應(yīng)該從國家層面來進一步加以規(guī)范，制定出統(tǒng)一的嚴格的加工標(biāo)準要求，并進一步完善對孔板加工以及安裝的規(guī)范，這樣才能充分保證孔板在實際交工過程中前阻力件能夠達到合理的形式配接長度，通常情況下都需要保證其達到30D。在實際進行孔板的安裝過程中，如果實際情況不允許，那么就可以在孔板的直線管段上來設(shè)置整流器，并充分保證管道軸線與孔板入口斷面保持垂直，同時要將控制器的安裝偏心度控制在1o以內(nèi)，并堅決杜絕出現(xiàn)孔板反向安裝的現(xiàn)象。另外，必須要保證流量在實際應(yīng)用過程中的規(guī)范性，如果在實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)壓差計實際的工作量程低于30%，就必須要對其進行及時更換，或者對其孔板的規(guī)格進行及時調(diào)整。

2.3 加強日常管理

在日常進行天然氣計量的過程中要對管理工作給與高度重視，要對孔板進行定期清潔，一旦在計量過程主管出現(xiàn)了設(shè)備損壞的現(xiàn)象，必須要及時進行更換，與此同時還要結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)，對計量結(jié)果進行適當(dāng)?shù)男拚Ｈ绻趯嶋H應(yīng)用孔板流量計的過程中，首先根據(jù)計量精確性的原則，要對孔板流量計進行定期的清潔和校正，在實際檢查過程中要將儀表的零點、D/A 轉(zhuǎn)換通道等作為主要的檢查內(nèi)容，而清理工作的重點內(nèi)容則是針對孔板、孔板等位置進行及時清理，針對一些存在缺陷問題的孔板要及時給與更換。在日常計量工作中還必須要意識到天然氣計量精度與天然氣本身的溫度、密度、壓力等都有很大的關(guān)系，必須要充分結(jié)合實際計量情況，選擇合理的儀器設(shè)備，對天然氣的各項測量工作做好，一旦發(fā)現(xiàn)測量參數(shù)出現(xiàn)變化，必須要對其進行及時的調(diào)整，并及時校正誤差，這樣才能將其誤差控制在標(biāo)準要求的范圍內(nèi)。

2.4 拓展量程范圍

在天然氣集輸管道運行過程中可以通過增加孔板節(jié)流裝置或者定值節(jié)流裝置有效的起到拓寬量程的效果，這樣就能為孔板的定期檢查、清理、更換等工作提供極大的便利，與此同時還能充分保證計量裝置的準確性。如果在實際計量過程中出現(xiàn)孔板測量超出測量范圍的現(xiàn)象，就會導(dǎo)致最終計量結(jié)果出現(xiàn)誤差。將定值節(jié)流裝置與流量計算機進行結(jié)合使用，不僅能有效的拓展實際的計量量程，而且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的天然氣流量計量，另外通過規(guī)模化生產(chǎn)可以實現(xiàn)對儀器成本的有效控制，這樣就能實現(xiàn)對節(jié)流裝置標(biāo)準化、系列化發(fā)展，這對天然氣的計量準確性也有極大的促進作用。

3 結(jié)語

綜上所述，目前在社會生產(chǎn)生活的各個方面天然氣都得到了廣泛的應(yīng)用，在這種情況下，天然氣流量計的計量精度以及計量可靠性也受到了普遍關(guān)注。由于天然氣在實際進行計量的過程中會受到很多外界因素的影響，從而導(dǎo)致出現(xiàn)計量誤差，因此，燃氣企業(yè)以及相關(guān)的技術(shù)人員要對導(dǎo)致天然氣計量誤差的原因進行深入分析，并采取相應(yīng)措施，這樣才能有效保證天然氣計量工作的準確性。