淺談天然氣管網輸送計量差分析的應用

廣東省天然氣管網有限公司 潘金旺

關鍵字：天然氣管網 輸送計量差 輸差分析

天然氣作為清潔能源在國家能源結構中占據著越來越重的地位。天然氣管道輸送企業(中游方)具有點多、線長、面廣的特點，因為這些企業只在接氣站場進站口和輸氣站場出站口處安裝超聲波流量計，所以在天然氣計量中存在輸送計量差(簡稱輸差)。

輸差在管網生產運行和計量管理中是一項很重要的指標。輸差分為單點輸差和系統輸差：單點輸差為中游方計量數與上游氣源方計量數或下游用戶方計量數的差值；系統輸差為一條輸氣管線的總銷售氣量減去總接氣量加上管存變化量。輸差為正數代表中游方計量盈余，輸差為負數代表中游方計量虧損。

輸差已成為天然氣管道輸送企業經營管理的重要工作內容，直接關系著企業的經濟利益。因此為減小天然氣管網輸差，將損失控制在最小范圍內，須查找并分析天然氣輸送過程中導致計量系統輸差產生的原因，并為管道輸送企業在計量輸差的控制上提出相應的解決措施和建議。

1 輸差產生的原因

輸差是不可避免的。在天然氣輸送過程中，燃氣管道企業因輸氣量、資金等原因，采用的多種計量儀表設備未形成統一計量系統，都會導致輸差的產生。

輸差產生的原因主要有以下幾種。

1.1 計量系統偏差

目前國內天然氣的計量大多采用孔板流量計。在正確制造和安裝的前提下，其測量精度能夠滿足計量標準的要求，實際使用過程中由于節流裝置的設計、制造、安裝和使用條件不符合標準要求，或儀表選擇不當，都會影響孔板流量計的測量精度。

常見計量系統偏差產生的原因如下：計量撬中溫度變送器和壓力變送器產生偏差而引起的計量系統偏差；色譜分析儀分析的氣質組分產生偏差而引起的計量系統偏差；在接氣和輸氣計量時瞬時流量不在超聲波流量計精確計量范圍內而引起的計量系統偏差。

1.2 輸氣系統的泄漏

輸氣系統的泄漏有三種類型：偶然性泄漏、長期性泄漏和普通運行泄漏。偶然性泄漏是指由于輸氣系統在長期運行過程中的腐蝕和輸配設備安裝不當或設備發生故障所導致的泄漏；長期性泄漏是由于輸配氣站本身工藝設計的不合理或設備質量不好導致的泄漏；普通運行泄漏是指由于某些站場管部件本身設計不當造成腐蝕從而引發的偶然性泄漏。輸氣系統的泄漏絕大部分屬于偶然性泄漏。輸氣系統的泄漏將直接導致輸氣干線起點和終點流量計量值之間的差異，從而引起供需雙方的計量糾紛。

1.3 管道、閥門的泄漏

常見管道、閥門泄漏輸差產生的原因有管道氣密性問題造成天然氣泄漏而引起的計量系統偏差和排污閥或放空閥內漏造成天然氣損耗而引起的計量系統偏差。

為減少管道泄漏可采取的措施：按國家標準嚴格控制輸氣系統的天然氣氣質；合理設計輸氣干線和輸配氣站輸氣工藝；提高管道和部件的制造和安裝質量；采用先進的防腐技術和設備；做好輸氣系統設備的維修和保養工作以及提高職工的技術水平等。

1.4 溫度的波動

輸氣干線管存計算受輸氣平均溫度取值的影響。輸氣平均溫度接近地溫，由于各站場沒有地溫溫度計而采用站場進站溫度來計算輸氣干線管存，而進站溫度受節流效應及停輸氣時的環境溫度影響，故溫度的波動將干擾輸氣干線管存計算，進而影響日系統輸差計算，造成輸氣干線管存計算不準確。

1.5 上游氣源方輸氣站計量偏差

目前國內天然氣市場均執行原能源部、國家計委(能源油[1990]943號)文“原油、天然氣和穩定輕烴銷售交接計量管理規定”，以供方計量為準，因此上游氣源方輸氣站計量數的偏差會影響中下游方的輸差。

1.6 計量管理不到位

常見的計量管理不到位產生輸差的原因有：操作人員在與上下游計量交接時計量數填報不準確而引起的輸差；超聲波流量計日常維護保養不到位而造成流量計重啟、故障等使得計量不準確而引起的輸差。

2 輸差控制的措施

針對上文闡述的輸差產生原因，可通過以下措施進行輸差控制。

2.1 加強對計量系統的維護保養

在日常工作中，對站場防震壓力表，每半年檢定一次；對雙金屬溫度計，每一年檢定一次；對壓力、溫度變送器，每一年檢定一次；對差壓變送器，每一年檢定一次；對色譜分析儀，流量計算機，每年需分別檢定一次并出具報告；對超聲波流量計每兩年需送出檢定(如果超聲波流量計具有自診斷功能，且能夠保留報警記錄，也可每六年檢定一次。并每年在使用站場進行使用中檢驗，前提是每年要進行一次聲速核查，要求聲速核查的誤差不能超過0.2%)；應定期對孔板流量計中的孔板進行清潔、維修或撤換，并且對測量流量進行修正。

2.2 做好管道運行監測，減少管道、閥門的泄漏

(1)站場操作人員按照要求定時對站場儀表管閥件進行驗漏，發現漏點及時處理。

(2)站場操作人員定期對排污、放空閥門進行內漏排查，發現內漏閥門及時處理。

(3)巡線人員運用電位測試，判斷管道的腐蝕點，及時采取措施，防范于未然。

(4)建議調控中心SCADA系統增加每小時系統輸差計算功能，實現對管道每時每刻都在監控掌握中，當管道出現細微異常時，能夠準確把握輸差的發源地。

2.3 加強計量管理，減少人為失誤

(1)站長加強對操作人員每日計量交接數上報的管理工作，調控中心做好每日計量交接數的審核工作，計量管理崗做好每日計量交接數的復查工作，層層把關以確保計量數的準確性。

(2)站場做好輸氣流量監控，確保輸氣流量在超聲波流量計精確計量范圍內。如果輸氣流量超過流量計最大計量值或者低于流量計最小計量值時，及時匯報調控中心。當流量超過流量計最大計量值時，調控中心下達增加計量支路指令；當流量低于流量計最小計量值時，調控中心與用戶溝通后可采用間斷性供氣方法。

(3)站場操作人員做好對分析小屋氣瓶壓力的檢查、對流量計算機報警的查看及確認，若發現異常及時上報計量管理崗。

(4)計量管理崗做好對超聲波流量計、流量計算機、色譜分析儀的維護保養計劃，按照計劃定期下站對計量系統進行維護，將流量計重啟、故障等風險降至最低。

2.4 建立計量工作聯動機制

在日常工作中加強與上游氣源方的溝通聯絡，建立計量工作聯動機制。定期對色譜組分、計量參數進行比對，以便及時發現計量偏差。

3 輸差分析的重要性

天然氣輸送過程受多種因素的影響，其計量準確度會受到相應的制約。盡管輸差的產生是無法完全避免的，但如果采取有效措施，對產生輸差的各種因素采取諸如補漏、更換、維修、投入及加強管理等措施，在很大程度上能對天然氣管道輸差進行控制且取得明顯成效。例如，以年產7 億m3天然氣，按年1.3%的綜合輸差率計算，一年將產生近1 000萬m3的計量差值，如果能在此基礎將輸差損耗控制在一半的范圍內，對天然氣管道輸送企業來說是一筆可觀的經濟效益。

此外，輸差分析有助于判斷燃氣管網系統是否存在泄漏。正常情況下計量系統所引起的輸差率不會超過2%，如果輸差較大，干線有可能是發生漏氣或盜氣。若出現輸差異常波動，調控中心可通知管網巡線班組加強管線的巡護，并通知計量管理人員做好流量計排查。

4 結語

隨著天然氣管道輸送企業的不斷發展，運營規模不斷擴大，生產運行管理和計量管理工作越發顯得重要。因此，需建立起一支具備過硬專業技術水平的計量隊伍，建立健全嚴格考核機制和一系列嚴密可執行的標準，從各個環節上嚴格把控，進而將計量輸差減少到最小限度范圍內。這不僅關系著企業間貿易的結算，同時也直接關系到天然氣管道輸送企業的經濟效益。因此做好計量輸差分析工作，將生產運行管理和計量管理工作數據化，這是實現天然氣管道輸送企業經濟效益最大化的有效手段。