天然氣流量計量裝置精度影響分析與研究

任基文杜云黃煥全方海(．中國石化西南油氣分公司， 廣西 田東 53599；．中國石化西南油氣分公司廣西采油廠人才工作室， 廣西 田東 53599)

天然氣流量計量裝置精度影響分析與研究

任基文1杜云2黃煥全2方海2(1．中國石化西南油氣分公司， 廣西 田東 531599；2．中國石化西南油氣分公司廣西采油廠人才工作室， 廣西 田東 531599)

針對目前天然氣計量方面普遍存在的問題，展開對計量精度影響因素方面研究。根據我國天然氣計量發展軌跡，對精度影響較大的因素主要有：介質壓力、溫度、外界環境溫差以及計量技術，同時提出了不同天然氣計量方法，對其進行工作原理分析。天然氣自動化、遠程化是天然氣計量今后發展的方向，應投入更多的資源，大力發展天然氣能量計量技術，合理制定技術人員操作規范，提高管理人員天然氣能量計量方面技能，才能保證天然氣保質保量運行，從根本上解決計量問題，從而推動我國天然氣工業健康、平穩、高速向前發展。

天然氣；計量裝置；精度；研究

我國對天然氣需求很大，作為一種不可再生資源，供應雙方應該秉承公平、合理交易原則，不可缺斤少兩，從而對現有的天然氣流量計算裝置提出了更高的要求，務必要提高計量精確度，天然氣精確計量方面研究早已在輸氣公司開展起來[1-3]，天然氣在計量技術不完善，往往會導致計量系統出故障，維修費用極高，在盲目追求利益的驅動下，損害了廣大用戶切身利益的同時，造成了更大的企業負面影響，因此，對天然氣計量儀器技術的要求更高，融合計算機自動化技術可以促使計量精度有所提高，以天然氣能力計量的方式進行交易，可以保證交易雙方公平合理性，將計算機技術和計量方式完美融合，才能確保天然氣計量合理、公平[4]。

1 天然氣流量計量精度影響因素

1.1 介質壓力、溫度

壓力與溫度的變化，容易引起天然氣狀態變化，氣體體積在計量標準狀態下，根據介質材料溫度和壓力，結合實際天然氣運營情況，合理調準天然氣標準范圍，可以有效降低計量偏差。在北方，冬夏溫差大，天然氣流量計量誤差范圍3%～8%，倘若未制定介質壓力和溫度計量規范，燃氣公司會有一定程度損失，對供氣方不公平[1-4]。

1.2 環境溫度

計量環境溫度變化，精度會降低，長時間處于溫度不穩定狀態會導致儀器出現問題，計量裝置中有一種儀器為流量傳感器，是一種熱膨脹性材料制成的，流量傳感器對工作環境溫度的變化感知很靈敏。計量環境溫度很低時，天然氣計量會較慢，計量誤差也會較大，一般為正常計量值的2．6～3．9倍，表明工作環境溫差變化對計量儀表計量精度影響較大。

1.3 操作技能

對計量工作的規范化、系統化管理可以提高工作人員操作水平，避免人為導致計量偏差。要對從事流量計量工作的人員加強技能培訓和學習，提高計量隊伍整體綜合水平，首先，要了解計量儀表性能，檢測不同壓力和溫差下儀表流量，根據工作環境選擇型號、性能合適的計量儀器；其次，對操作人員進行安裝培訓，特別要了解計量器的工作原理，避免因人為操作不當導致計量儀器安裝不對，引起較大的計量偏差。針對上述問題，要加強對工作人員技能培訓，普及天然氣流量計量誤差知識，掌握計量裝置工作原理，才能有效避免燃氣公司天然氣輸送運行狀態安全。

2 天然氣流量計量方式

天然氣流量計量方式很多，從計量需求和測量原理來分析，測量原理大致分為5類。分別是容積式、速度式、差壓式、面積式、質量式等方式，分別具有不同的計量原理，計量器的組成結構也有所不同，根據不同的工作需求以及對測量介質的要求，選取合適的計量方式。以容積式、速度式、差壓式為例來分別闡述。

2.1 容積式流量計

容積式流量計由兩個空間體組成，一個大空間和旋轉體割成的若干個小空間。旋轉體在壓差下進行轉動，天然氣通過小空間被排出，在運行工作中，記錄旋轉體轉動次數，在一定時間內，根據轉動次數和小空間的體積流量，求出流量體積量。計算公式如下：

q=n·V

式中：q為體積流量，m3/s；n為轉動次數，周/s；V為定時間

排出流量體積，m3/時間。

2.2 差壓式流量計

差壓式流量計是在伯努利方程和流體連續性方程基礎上設計而來，工作原理為節流原理，在節流管件前后產生壓差，流量的平方與壓差成正比關系。差壓式流量計計算公式如下：2.3 速度式流量計

速度式流量計主要有：渦輪流量計、渦街流量計、旋進渦輪流量計、時差式超聲波流量計。結合介質流動速度，得出流量大小。由于實際運行工作中，壓力和溫度隨著實際計量環境會有所變化，可以通過配置壓力計、溫度計、流量儀器，補償工作環境中溫度和壓力變化，減小計量偏差，提高氣體流量計量精確度，倘若在氣體流量計上再配置一臺在線色譜儀，可以通過對混合氣體組分分析，來獲取發熱量、氣體密度、氣體壓縮因子等參數信息，彌補計量過程中計量偏差。

天然氣能量計量器一般會配置發熱量測定儀器。能量計算器是集合不同配套前沿技術、計量標準、操作規范于一體，從目前我國天然氣貿易計量體系和標準基礎上改進過來，目的是降低天然氣計量系統缺陷，改進檢測方法和標準，確實在實際交易中保證計量的準確性。

圖1 天然氣能量計量流程

3 結語

最近我國加大了對天然氣計量技術的研究投入，目前已經形成一套比較成熟的成果，隨著天然氣工業的發展，對天然氣計量精度和方式提出了更高的要求，影響計量精度因素主要有：介質壓力、溫度、外界環境溫差以及計量技術，同時提出了不同天然氣計量方法，對其進行工作原理分析。在天然氣計量方面要加強對國外先進的天然氣計量技術的吸收和消化，充分發揮我國自主設計能力，研制出適合我國實際情況的計量儀器，完善相關計量標準和規范，對不同環境影響較大的地方，多開展試點運行工作，因地制宜地制定相應天然氣計量管理規范和標準。

[1]陳賡良.天然氣能量計量的有關法制問題[J].天然氣工業, 2003;23(1):16-18.

[2]ISO/CD15112 .Natural gas-Energy determination,2000.

[3]黃黎明,陳賡良,張福元，等.天然氣能量計量理論與實踐[M].北京:石油工業出版社,2010.

[4]中國國家標準化管理委員會.GB/T 18603-2001天然氣計量系統技術要求[S].北京:中國標準出版社,2001.

任基文(1977-)，男，貴州盤人，高級技師，中國石化西南油氣分公司廣西采油廠人才工作室主任，1997年畢業于貴州省貴陽市滇黔桂石油技校。