天然氣長輸管網輸差探討

蔣小英

摘要：輸差控制是天然氣經營企業的一個關鍵指標，直接影響企業生產經營;本文針對天然氣長輸管網企業輸差控制工作機制，分析影響因素，指出計量工作的不足，提出改進措施及建議。

關鍵詞：天然氣輸差;分析;控制措施

本文針對當前技術及管理現狀對輸差定位、輸差分析與輸差控制等問題進行了探討，提出了天然氣輸差控制措施和輸差分析方法。

在長輸管道中，將用于平衡商品天然氣的輸差定義為中間計量同交接計量間的流量差值，其公式表達如下：

ΔQ=（V1+Q1）-（Q2+Q3+V2）

其中，ΔQ表示為管道平衡輸氣量在某一時間內的差值;V1為開始時管道內的儲存氣量;Q1為同一時間段內的輸入氣量;Q2為同一時間段內的輸出氣量;Q3為同一時間段內生活用氣量與放空氣量之和;V2為終了時管道內的儲存氣量。為便于分析，通常使用輸差率來研究企業的輸差管理狀況，計算公式為：η=ΔQ/（V1+Q1）

由公式分析得出，造成輸差現象產生的主要影響因素不僅體現在管路儲量計算的誤差與計量系統的誤差上，還體現在氣體放空、閥門和管道的泄漏損耗上，及其體現在由氣體組份等因素帶來的誤差上。

1.輸差的影響因素

1.1脈動

在整個長輸管道系統中，壓力波動過大，壓降速率過大都會導致天然氣流動狀態發生改變，產生的脈動流或漩渦流等都會對計量帶來誤差。

1.2氣質變化

天然氣計量中根據氣體組分數據分析，其最為重要的兩個物理性參數為超壓縮因子與密度，二者數據的可靠性與準確性對于計量來說，均會產生重大影響。

1.3計量裝置的誤差

1.3.1孔板流量計

孔板流量計是當今國內常用的天然氣計量方法，但是在實際生產活動中，會出現孔板變形或是彎曲現象，主要還是安裝和維修孔板時操作不當所造成，將直接影響流量的測量結果，導致增大誤差的不良現象發生。在天然氣傳輸過程中，由于孔板截面和流速突變孔口處存在銳邊，管道內的雜質易聚集于此處，將會嚴重腐蝕孔板，影響測量管內壁的相對粗糙度，使孔板流出系數隨之改變，降低孔板流量計的精準度，使其不能夠達到測量使用要求。因孔板流量計的孔板截面、銳邊以及流線處變化極為靈敏，若出現雜質堆積現象，將會使孔板流量計的計量偏差范圍擴大到2%-25%[4]。

1.3.2氣體超聲波流量計

氣體超聲流量計是由流量計表體、信號處理單元、超聲換能器等構成的流量計量器具。對于氣體超聲波流量計的測量準確度而言，現場環境氣體流動狀態的速度分布與渦流狀況是其主要影響因素[5-7]。而為了避免因速度分布和渦流狀況因素造成的誤差問題出現，根本解決辦法是在一定程度上確保流量計的前后直管段的長度要求，同時還要合理的設計聲道配置方式和結構，從而使多聲道配置順利進行，在很大程度上解決因速度分布和渦流狀況對測量準確度不良帶來的影響。

1.4計量儀表的選擇

根據節流裝置計算公式表明，對測量準確度起直接影響作用的是天然氣的物理性參數變化情況，所以對于天然氣的溫度、密度、壓力等參數進行測量時要選擇合適的測量儀表。當測量天然氣各參數時，若出現數據波動現象，應及時的進行測量誤差修正，避免儀表運行失態。

2.控制措施

2.1合理進行氣樣的采集和分析

天然氣在遠距離輸送和多種氣源的情況下，考慮合理的增設氣樣采集裝置布置在靠近各個計量點的位置上。根據每個點的氣樣性質變化進一步確定采樣時間，針對變化大的氣樣地點，將采樣周期適當縮短。與此同時，為了做到及時修正和測量，對于較為先進的氣體在線色譜分析技術或是連續定值取樣方法可應用于測量流量較廣和經濟技術條件較優的地方。

2.2計量儀表

要從設計選型開始把關，堅持采用數據遠距離傳輸系統為流量大用戶服務，達到實時監控的目的，從而在一定程度上實現流量計適用性和精準度的提高。在進行周期性在用計量表送檢的同時，還要注意定期對在用計量表進行巡檢，確保計量表的正常運行，避免出現儀表誤差過大現象，如若出現異常立即拆下送檢判別，并按照相關規定要求對儀表進行更換。

2.3輸差的定位預警

在對計量數據庫的建立過程中，不僅要時刻進行運行參數存檔，還要應用仿真軟件對管道進行細微異常的及時判斷，進而做到準確發現輸差，并進行及時調整。比如說，采用計算機預警輸差，也就是用計算機計算各段管道的每時當量水力摩阻系數，根據水力摩阻系數與管道壓強之間的關系，確定非正常壓降下輸差現象的發生。在輸氣過程中，進一步通過比較發現，縮小范圍確定出現輸差的管段。

2.4采取有效措施改善脈動流或漩渦流

將除塵脫水效果良好的設施安置在計量裝置上游，并進行定期的清管作業，去除管線中游離液體，進一步保證管道線路通暢，防止出現積液較大脈動現象;在管路安裝過程中，為防止出現流態干擾元件現象，應盡可能不使用彎頭和變徑管，以及方便于多用戶輸配氣所采用的匯管等;各閥門使用適當，盡可能不將計量裝置上的截斷閥用于管道節流，代替節流元件使用;將緩沖設施或是脈動衰減器安置于計量裝置與脈動源之間，從而改善脈動流;對于不同類型和強弱的旋渦，整流設備要選擇適當。

2.5應加強計量數據的管理工作

在對計量數據的管理過程中，應注重管道的置換和陰保系統測試數據的統計工作，做到對計量數據進行定期的抽查，進而使計量數據的可信度得以提高。為此，在計量表上增設SCADA系統，目的就是及時發現輸差源頭，實現輸差自動分析預警。

參考文獻：

[1]彭雪鋒，楊紅等?燃氣輸差的成因分析與管網輸差控制[J]?天然氣技術與經濟，2011（5）：34-36.

[2]王東，等.差壓式孔板流量計的誤差來源與控制對策[?J].?天然氣工業，2004，24?（?10）：?132-135.

[3]?天然氣流量計量編寫組.天然氣流量計量[M?].北京：石油工業出版社，2001.

[4]羅明強.天然氣流量計量中的現場影響因素分析及對策（?續一）?[J].天然氣工業，2000?（2）：?101-102.