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摘要：近年來(lái),天然氣管道建設(shè)得到蓬勃發(fā)展,天然氣輸差作為輸送計(jì)量一個(gè)重要的問(wèn)題不容忽視。所以,采取怎樣的措施才能對(duì)天然氣管道輸送過(guò)程中出現(xiàn)的計(jì)量輸差進(jìn)行有效控制,便成為當(dāng)前管道輸送企業(yè)面臨的一大難題。從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)造成天然氣計(jì)量輸差的原因進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上，提出針對(duì)供氣輸差問(wèn)題提出一些解決降低計(jì)量輸差的措施。
1氣計(jì)量及計(jì)量輸差概述
1.1天然氣計(jì)量
　　天然氣作為氣體具有流動(dòng)性，其流量以質(zhì)量表示時(shí)，稱為“質(zhì)量流量”；以體積表示時(shí)稱為“體積流量”，以能量表示時(shí)稱為“能量流量”。流量計(jì)量是天然氣供需雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)。為了準(zhǔn)確計(jì)算流量，需要提高流量計(jì)量的正確率。天然氣計(jì)量的正確率受多種因素的影響，在井口氣量與外輸氣量、供給氣量與接收氣量、總計(jì)量與分表計(jì)量之間總存在一定的差值，即常說(shuō)的“計(jì)量輸差”。對(duì)輸差的合理控制是保證計(jì)量正確率的一項(xiàng)重要工作。
1.2計(jì)量輸差
　　輸差是指天然氣在輸送過(guò)程中的量值減量，其計(jì)算公式如下：

式中，△表示輸差，qc表示瞬時(shí)。
根據(jù)安陽(yáng)站輸氣情況，輸差表達(dá)式如下：
△=∑q1-∑q2+∑△q（2）
　　其中△表示輸差，∑q1表示本站實(shí)際供氣量，∑q2表示用戶接氣量，∑△q表示輸氣管網(wǎng)管存變化。
　　由氣體狀態(tài)方程PV=nRT可得，本站標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下供氣瞬時(shí)流量表達(dá)式，其中，P為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，q表示流量計(jì)測(cè)得工況瞬時(shí)流量，T1為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得管道內(nèi)輸氣標(biāo)準(zhǔn)溫度，P1為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得管道內(nèi)氣體壓力。
與三個(gè)用戶的輸差產(chǎn)生在本站計(jì)量撬與用戶門站計(jì)量設(shè)備之間的輸氣管道，而產(chǎn)生輸差的設(shè)備包括參與計(jì)量?jī)x器的壓變、溫變、流量計(jì)等以及輸氣管網(wǎng)。
2天然氣管輸計(jì)量輸差的成因分析
　　以安陽(yáng)站供加氣母站近期輸差表為例，分析造成輸差的原因。該供氣支路采用渦輪流量計(jì)參與貿(mào)易計(jì)量，如表1所示。由該統(tǒng)計(jì)表可知計(jì)量輸差逐漸變小，并且在最后兩天的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了負(fù)輸差的現(xiàn)象，由于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)由供方為準(zhǔn)，這也意味著公司經(jīng)濟(jì)利益可能受到了損失。
　　下面將從加氣母站輸差表分析輸差原因以及輸差出現(xiàn)較大波動(dòng)的原因。
2.1計(jì)量設(shè)備本身原因產(chǎn)生的誤差
　　該供氣支路渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表。其工作原理是在管道中安裝一個(gè)自由轉(zhuǎn)動(dòng)、軸與管道同心的葉輪。當(dāng)被測(cè)氣體流過(guò)傳感器時(shí)，在氣流作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測(cè)線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的脈沖信號(hào)，經(jīng)信號(hào)傳輸至站控顯示設(shè)備。管道中流體的流速大小與葉輪轉(zhuǎn)速成正比。它的流量計(jì)算公式是：

qf－工況體積流量，m3/s；
N－流量計(jì)每秒的脈沖數(shù)；
k－流量計(jì)儀表系數(shù)，s/m3。
　　由此公式可知，氣體流速越快，葉輪產(chǎn)生的脈沖數(shù)越多，那么測(cè)得的氣體流速值也越大。

　　橫軸代表氣體流速變化qf，縱軸代表儀表系數(shù)k。當(dāng)天然氣從零開始增大流量時(shí)，葉輪必須先克服軸與軸承間產(chǎn)生的靜摩擦力矩后才開始旋轉(zhuǎn)，極小量的氣體通過(guò)氣體渦輪流量計(jì)時(shí)，渦輪并不轉(zhuǎn)動(dòng)，只有當(dāng)流量大于某一最小值時(shí)，克服了起動(dòng)摩擦力矩，渦輪才開始轉(zhuǎn)動(dòng)。在流量較小時(shí)，流量特性變化很大，主要受粘滯性摩擦力矩影響。當(dāng)流量大于某一數(shù)值后，如圖1的中部灰色區(qū)域，流量與轉(zhuǎn)數(shù)才近似為線性關(guān)系，這就是氣體渦輪流量計(jì)的工作區(qū)域，流量計(jì)在該區(qū)域中工作狀態(tài)理想，測(cè)得數(shù)值最為準(zhǔn)確。當(dāng)流量值在增大，增至圖中右側(cè)黃色區(qū)域時(shí)，會(huì)造成軸承壽命減短，葉輪變形甚至損壞渦輪的后果。
　　由于加氣母站本身供氣性質(zhì)的原因，氣體流量變化趨勢(shì)不穩(wěn)時(shí)常會(huì)有流速瞬時(shí)增大，造成渦輪超速旋轉(zhuǎn)、軸承松動(dòng)，最終葉輪產(chǎn)生的脈沖數(shù)就不能準(zhǔn)確的反應(yīng)氣體瞬時(shí)流量值；另外天然氣氣質(zhì)復(fù)雜，有時(shí)會(huì)有顆粒性雜質(zhì)流入管道，在高速氣體驅(qū)動(dòng)下打向葉輪，損壞葉輪或者打偏葉輪，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，最終造成輸差偏大的后果。
　　綜上，由于軸承壽命，葉輪的強(qiáng)度和壓損等條件的限制，渦輪也不能轉(zhuǎn)得太快，有測(cè)量上、下限的限制，這方面需要和用戶及時(shí)溝通協(xié)調(diào)，控制氣體瞬時(shí)流量在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，避免供氣造成的設(shè)備傷害。
2.2其他參與計(jì)量的儀表故障造成的計(jì)量誤差
　　以安陽(yáng)加氣母站供氣流程為例，直接參與氣量計(jì)量的設(shè)備除了渦輪流量計(jì)還有測(cè)量氣體溫度的溫度變送器和測(cè)量氣體壓力的壓力變送器。變送器包括傳感器模塊和變送模塊。溫度變送器傳感器模塊如果模塊失靈、變送器信號(hào)失真或者遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)線受到干擾都會(huì)造成測(cè)得數(shù)據(jù)與實(shí)際不符，會(huì)造成計(jì)量誤差。
　　受環(huán)境影響尤其是到了冬季，氣溫低至零下，壓力變送器的引壓管最低處有時(shí)會(huì)有水珠凝結(jié)成冰，造成暫時(shí)性凍堵，導(dǎo)致壓力變送器測(cè)得的不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
　　由于長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕、暴曬和本身壽命原因，傳輸至機(jī)柜的信號(hào)線有的會(huì)發(fā)生斷開、虛接現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)法傳至機(jī)柜，也是造成計(jì)量誤差的原因。
2.3其他原因造成的誤差
　　在天然氣輸送過(guò)程中，其他因素也會(huì)造成誤差，比如輸氣管道發(fā)生了漏氣，也就產(chǎn)生了輸差。還有設(shè)備出現(xiàn)了故障，維修前，需要對(duì)管道內(nèi)的氣體進(jìn)行放空在進(jìn)行維修。對(duì)此，需要及時(shí)、細(xì)致的場(chǎng)站巡檢發(fā)現(xiàn)漏氣點(diǎn)，及時(shí)解決。對(duì)于維修設(shè)備的放空量要采用合理的計(jì)算方法進(jìn)進(jìn)行估算，使之盡可能接近真實(shí)值。
3天然氣管輸計(jì)量輸差的控制措施
3.1完善計(jì)量流程，優(yōu)化計(jì)量方式
　　為將儀表計(jì)量裝置失準(zhǔn)產(chǎn)生的計(jì)量誤差降至最低，應(yīng)完善計(jì)量流程，優(yōu)化計(jì)量方式。首先，要想計(jì)量流程更加完善，應(yīng)做好交接氣量和中間氣量的對(duì)比計(jì)量工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸差的實(shí)時(shí)對(duì)比監(jiān)控，從而為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集及時(shí)為輸差分析和控制提供依據(jù)。國(guó)際上的計(jì)量方式其依據(jù)通常是能量，在特定的環(huán)境背景下，可在一定程度上降低計(jì)量誤差。
3.2科學(xué)合理地選擇計(jì)量?jī)x表型號(hào)
　　為良好的控制管輸天然氣計(jì)量誤差，應(yīng)科學(xué)合理進(jìn)行計(jì)量裝置選型，在選型過(guò)程中必須充分考慮計(jì)量裝置的安裝條件、安裝環(huán)境、性能狀況、流體特性和成本費(fèi)用五要素。首先，針對(duì)影響計(jì)量裝置選型的五大要素進(jìn)行分析，比如分析計(jì)量裝置的安裝條件時(shí)應(yīng)充分考慮空間、配套設(shè)施、輸氣管線的管徑和振動(dòng)情況等因素對(duì)其的影響、分析計(jì)量裝置的安裝環(huán)境時(shí)充分考慮不同外界溫度、外界電磁等因素的影響、分析計(jì)量裝置的性能狀況時(shí)應(yīng)充分考慮計(jì)量裝置的各項(xiàng)參數(shù)、分析計(jì)量裝置的流體特性時(shí)充分考慮管輸壓力、溫度等因素的影響、分析成本費(fèi)用方面時(shí)應(yīng)充分考慮購(gòu)買成本、后續(xù)維修保養(yǎng)費(fèi)用等；其次，在上述分析基礎(chǔ)上初步確定幾款較為合適的計(jì)量裝置型號(hào)；最后，對(duì)比分析對(duì)初步篩選的計(jì)量裝置型號(hào)的優(yōu)劣性，確定最優(yōu)計(jì)量裝置。
3.3大力開展培訓(xùn)持續(xù)提升工作人員素質(zhì)
　　為盡量降低由于人為因素導(dǎo)致的計(jì)量誤差，應(yīng)采取措施提升工作人員素質(zhì)，而最有效的手段便是大力開展培訓(xùn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)大力開展培訓(xùn)能夠讓相關(guān)工作人員熟練掌握觀察、分析和控制輸差的專業(yè)知識(shí)，具體的措施包括對(duì)比分析壓力、溫度補(bǔ)償方法，常用計(jì)量裝置的性能、型號(hào)、優(yōu)劣勢(shì)、適用范圍及使用方法等；開展必要的實(shí)習(xí)演練，讓相關(guān)工作人員熟悉掌握計(jì)量工作的流程及相關(guān)重點(diǎn)內(nèi)容等，通過(guò)提升工作人員素質(zhì)，促進(jìn)計(jì)量輸差的良好控制。
3.4加強(qiáng)計(jì)量數(shù)據(jù)管理，減少壓力和溫度誤差
　　天然氣計(jì)量工作中涉及大量數(shù)據(jù)，為計(jì)量工作增加了難度，基于此，應(yīng)加強(qiáng)計(jì)量數(shù)據(jù)的管理工作，同時(shí)定期抽查計(jì)量歷史數(shù)據(jù)，最大限度的提高計(jì)量數(shù)據(jù)的可信度。并且要求能夠準(zhǔn)確分析和判斷計(jì)量輸差，找到輸差形成的源頭和成因，同時(shí)提出有效的應(yīng)對(duì)方案，降低輸差。另外，由于計(jì)量誤差受到輸氣環(huán)境變化的影響，應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)的實(shí)際情況實(shí)施不同的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度。
4總結(jié)與結(jié)論
　　隨著天然氣市場(chǎng)逐漸壯大，做好天然氣計(jì)量工作，無(wú)論是避免企業(yè)間貿(mào)易糾紛還是維護(hù)公司經(jīng)濟(jì)利益都有著積極的意義。這需要計(jì)量工作者共同努力，堅(jiān)持誠(chéng)信為本，求真務(wù)實(shí)，有效實(shí)現(xiàn)控制輸差，實(shí)現(xiàn)共贏，為國(guó)家天然氣事業(yè)發(fā)展發(fā)揮更大的力量。

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