天然氣計量異議的技術措施研究

晁宏洲，黃明基，方林劍

中國石油塔里木油田分公司油氣運銷部（新疆 庫爾勒 841000）

2016年5月27日，供氣方接到用戶A提交的《關于核查天然氣計量誤差的申請報告》中稱，自2016年5月14日供需雙方天然氣貿易交接計量的超聲流量計更換CPU板卡后，上下游計量數據出現了很大的偏差。初步了解情況后，供氣方高度重視，組織相關方聯合Daniel超聲流量計廠家組成計量核查小組對用戶A提出異議的計量系統開展計量核查，力爭在公平、公正、公開的基礎上通過技術手段解決計量異議，并對計量系統的性能進行核驗必要時予以整改恢復，確保后續交接計量能夠準確、可靠。

1 計量系統概況

供氣方在供氣閥組區向用戶A供氣，使用2套Daniel超聲流量計量系統進行天然氣貿易交接計量。用戶在約800 m距離外建設用戶門站，使用1套同型號的Daniel超聲流量計量系統進行對接計量，主要計量器具為1臺DN150超聲流量計（編號13-170319）。供需雙方計量設施分布如圖1所示。供氣方的一大一小兩條計量管路分別用于冬季和夏季供氣，主要計量器具為1臺DN150超聲流量計（編號12-220804）和1臺DN100超聲流量計（編號150017692）。用戶A用氣性質為部分民用部分工業，氣量有一定波動，夏季正常用氣時工況流量范圍為160～230 m3/h，因此使用DN100超聲流量計進行交接計量。

圖1 供需雙方計量設施分布圖

計量核查小組查驗站隊生產運行記錄，證實2016年5月14日監測到供氣閥組區為用戶A供氣計量的DN100超聲流量計出現故障報警，儀表自動化維護隊伍趕到現場檢測后判斷該流量計CPU板卡故障，便將旁路處于停用狀態的DN150超聲流量計CPU板卡與DN100超聲流量計CPU板卡進行互換。當日15：39 CPU板卡互換完成后，繼續投用DN100超聲流量計進行貿易交接計量。

2 計量核查

計量核查小組對用戶A提出異議的供氣計量設施中超聲流量計、壓力變送器、溫度變送器檢定證書進行了查驗，證明所有計量儀表均經過檢定且在有效期內。特別對參與供氣計量的壓力和溫度參數，通過與同一匯管上布置的用戶B計量管路進行橫向比對，均未發現異常。對流量計算機內置氣質組分參數查驗，證實正確無誤，運用氣質計算軟件離線計算了天然氣密度、發熱量、壓縮因子等物性參數，證實也無任何異常。核對現場壓力、溫度、流量實時數據與流量計算機顯示數據，證實數據傳輸正常[1-3]。排除了其他因素后，計量核查小組比對同一時刻供需雙方的實時瞬時流量，發現較大偏差，遂將查找問題的落腳點定位在參與貿易交接計量的超聲流量計上。

2016年7月20日，Daniel超聲流量計廠家技術人員對供氣閥組區與用戶A門站兩處共3臺流量計進行檢測。

1）Daniel超聲流量計廠家技術人員使用PC機連接供氣閥組區DN150超聲流量計（安裝的原DN100超聲流量計的CPU板卡）進行檢測，結果如圖2所示。檢測畫面出現系統及聲道等多項參數報警，且畫面標題顯示的組態文件編號為DN100超聲流量計出廠編號150017692，在導出事件及報警記錄數據時，出現報錯無法導出。據此Daniel超聲流量計廠家技術人員確認CPU板卡故障，證實5月14日供氣方儀表自動化維護隊伍對DN100超聲流量計報警故障判斷正確。

圖2 供氣閥組區DN150超聲流量計狀態檢測畫面

2）Daniel超聲流量計廠家技術人員使用PC機連接供氣閥組區DN100超聲流量計（安裝的原DN150超聲流量計的CPU板卡）進行檢測，結果如圖3所示。檢測畫面中無任何報警顯示系統異常，但發現DN100超聲流量計CPU板卡上組態文件編號顯示為原DN150超聲流量計出廠編號12-220804。

圖3 供氣閥組區DN100超聲流量計狀態檢測畫面

進一步查驗DN100超聲流量計組態參數時發現流量計測量管組態內徑為146.329 mm（5.7610″），與儀表銘牌上標示的97.1804 mm（3.826″）不符，如圖4所示。再查看DN150超聲流量計儀表銘牌標示測量管內徑為146.329 mm（5.761 0″），與DN100超聲流量計現用CPU板卡上組態內徑一致，以此確認在CPU板卡互換過程中供氣方儀表自動化維護隊伍未對流量計重新組態，確認流量計組態不正確是導致計量狀態異常和計量數據不正確的原因。計量核查小組通過對儀表自動化維護隊伍詢問證實更換CPU板卡后確實未重新組態。

圖4 供氣閥組區DN100超聲流量計組態參數畫面

3）Daniel超聲流量計廠家技術人員使用PC機連接用戶A門站內DN150超聲流量計，進行各項檢測確認其計量狀態正常，如圖5所示。

圖5 用戶A門站DN150超聲流量計狀態檢測畫面

進一步檢測發現該流量計所有探頭波形正常，核對組態參數與流量計銘牌標示值完全一致。核對流量計CPU板卡內置的檢定修正系數，與檢定機構出具的證書上載明的數據完全一致。隨后查驗用戶計量系統中壓力變送器、溫度變送器檢定證書合法有效，配套檢測儀表經確認無任何異常。根據以上各方面檢測確認結果，計量核查小組認定用戶A對接計量系統準確可靠，可以作為處理計量異議的參照。

要對用戶A提出異議的DN100超聲流量計量系統的計量數據進行修正，計量小組提出3個方案。

折算系數法。如果單一因素影響造成計量結果的恒定誤差，可以采取折算系數的方法。但供需雙方的2臺超聲流量計在不同的流量點上內置了不同的修正系數，導致無法準確確定折算系數。

復現誤差法。供需雙方將存在異議的DN100超聲流量計封存，外送具有資質的第三方法定或授權的計量技術機構，通過檢測復現出流量計誤差，據此作為核定氣量的依據。但流量計所在地不具備方便送檢的條件，此方法可行但耗時較長。

計量比對法。供需雙方的計量設施之間雖然有約800 m的距離，但因為供氣壓力穩定，管容效應可以大致忽略，具備計量比對的條件[4-5]。前面已對用戶A的對接計量系統進行過核驗，證實計量性能可靠，則可以其作為標準開展計量比對。若多次計量比對的偏差均接近一個固定值，就采用該固定偏差作為核定氣量的依據。供需雙方均認可此方法，協商一致后開展比對工作。

3 誤差分析

以用戶A對接計量系統計量結果作為標準值，采集供氣閥組區DN100超聲流量計和用戶A門站內DN150超聲流量計小時報數據進行比對分析，見表1。

表1 供需雙方交接計量小時報數據比對分析表（2016.7.19）

在對供需雙方兩處計量設施計量數據比對分析之后，計量核查小組認為，由于兩處計量設施距離不遠，數據具有對應性，通過計量比對確定兩處計量系統偏差的方法可行。但考慮到用戶A用氣量在不同時刻還有一定程度的變化，故采用每日累積氣量的比對誤差作為計量異議量的核算依據，見表2。

4 數據驗證

2016年7月21日，Daniel超聲流量計廠家技術人員再次互換供氣閥組區2臺流量計CPU板卡并植入原拷貝留存的組態文件重新組態，之后開展供需雙方實操計量比對，驗證恢復正常狀態的DN100超聲流量計計量性能進而驗證核查問題判斷是否正確，并驗證DN150超聲流量計計量性能為冬季供氣做好準備。

表2 供需雙方交接計量日報數據比對分析表（2016年）

供氣方將DN100超聲流量計量系統與用戶A門站的DN150超聲流量計量系統做比對，結果見表3。

表3 供方DN100流量計與用戶方對比數據（17∶00-18∶00）

供氣方將DN150超聲流量計量系統與用戶A門站的DN150超聲流量計量系統做比對，結果見表4。

表4 供方DN150流量計與用戶方對比數據（18∶50-19∶30）

供氣閥組區2臺超聲流量計重新組態后，與下游用戶方對接計量系統計量數據對應良好，證明計量核查小組對計量異議發生的原因確定在CPU板卡的判斷是正確的，也通過輪換比對證實用戶方DN150超聲計量系統計量準確，可作為參照核算異議氣量。

5 異議解決

計量核查小組通過技術手段準確查找到計量異議發生的原因，并進行了供需雙方的比對分析后確定了計量誤差14.35%，從供氣方儀表自動化維護隊伍2016年5月14日15：39互換2臺超聲流量計CPU板卡產生計量誤差，到2016年7月21日17：00對流量計重新組態恢復投用，用該段時間產生計量異議的供氣方DN100超聲流量計發生的計量總量乘以相對誤差作為本次計量異議的核定量。用戶A接受，計量異議得到解決。

6 結論

1）在天然氣的交接計量中，計量異議不可避免，經常發生而且普遍存在。當供需雙方對計量的天然氣量不能一致認可，無法正常結算時，需要通過一定的管理程序，借助必要的技術手段，做出一個公正的處理。

2）在對計量異議處理的技術措施中，折算系數法和復現誤差法雖然具有更高的效力，但在本次計量異議處理中不可行或不方便實施，經過驗證后的計量比對成為快捷有效的、最可行的方式。

3）本次發生計量異議的原因在于供氣方儀表自動化維護隊伍在更換貿易交接超聲流量計CPU板卡時未能正確進行組態，通過流量計廠家現場重新組態流量計工作狀態恢復正常，并經過上下游數據比對進行了驗證和確認。

4）計量比對是計量管理的一種方法，也是解決計量異議的有效技術措施，供氣管理過程中要善于運用計量比對方式，保證計量系統完好，計量數據準確。