天然氣貿易計量中變送器的誤差分析

［摘 要］ 天然氣計量在天然氣管理中扮演著重要的角色，其準確性和可靠性直接關乎天然氣供需雙方的利益。在實際應用中，由于多種因素的作用，天然氣計量可能會產生誤差，不僅會影響計量的準確性，還會給供需雙方帶來經濟損失。因此，如何降低天然氣貿易計量中變送器存在的誤差是當前工作的重中之重。文章對天然氣貿易計量進行了概述，分析了天然氣貿易計量中誤差產生的原因，并提出了變送器在天然氣貿易計量中的誤差優化策略。

［關鍵詞］天然氣；計量誤差；變換器

［中圖分類號］TE863.1 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）02–0128–03

天然氣作為一種高效、潔凈的能源，在工業生產和化工行業中得到了廣泛應用。流量計量在天然氣的生產、運輸和銷售中起著重要作用，精確計量是保障燃氣公司和天然氣用戶利益的關鍵。近年來，我國天然氣的計量準確度和穩定性顯著提高，這得益于計量技術的發展。特別是在變送器的應用方面，其安裝便捷、穩定性良好和維護簡單的特點，使其成為天然氣計量的重要工具。然而，其在實際應用中，仍無法避免計量誤差。因此，需要持續改進，提高計量精度，以確保天然氣計量的準確性和可靠性。

1 天然氣貿易計量概述

1.1 含義

天然氣貿易計量是天然氣工業中的重要環節，涉及貿易交接、物流運輸和財務結算等方面。目前，國內外常用的天然氣貿易計量方法主要有體積計量、質量計量和能量計量。體積計量是根據天然氣流體的體積進行計量，常用的單位有m3，計量方法簡單易行，但受溫度和壓力的影響較大，需要進行修正。質量計量是根據天然氣的質量進行計量，常用的單位有kg、t 等。這種計量方法需要了解天然氣的組成成分和密度，因此需要較為精確的化驗分析數據。能量計量是根據天然氣的熱值進行計量，常用的單位有kJ、MW · h 等，需要考慮天然氣的質和量，比體積計量更科學合理，但需要建立熱值與體積之間的換算關系[1]。

1.2 現狀

天然氣是一種由多種化學成分構成的能源，主要由烷烴組成，但也可能含有非烷烴物質，其熱值和燃燒效率取決于烷烴的比例，選擇適當的計量方法對于保護各方的權益至關重要。關于定價，2020 年的《中央定價目錄》明確指出應以市場為導向，通過市場競爭來決定價格，鼓勵多元主體參與，并強調公平和精確的計量原則。根據2019 年《BP 世界能源統計年鑒》的數據，進入21 世紀以來，全球天然氣行業得到了快速發展，我國天然氣消費量顯著增長，位居全球第二。2019年，我國成立了國家油氣管網公司，標志著天然氣市場化的深入推進，這一改革意味著天然氣管理的復雜性將增加，并可能引發質量不一的情況，因此，建立一個精準、高效且穩定的天然氣計量體系顯得尤為重要，有利于保障各方的合法權益，還有助于促進行業的良性發展[2]。

1.3 技術類型

科技的不斷進步推動了天然氣計量技術的發展，目前常見的天然氣計量技術包括容積式、超聲波和熱式質量計量。容積式計量技術具備穩定性與智能性等特征，能夠實現對天然氣計量的高精度，因此在天然氣計量領域廣泛應用。超聲波計量技術具有方便安裝、量程寬、高精度、低功耗等優點，適應各種環境和流量要求。熱式質量計量技術在精度和量程方面有明顯的優勢，尤其適用于高清潔度天然氣的計量，由于對天然氣流體介質的嚴格要求，該技術在使用范圍上存在一定的局限性。對于天然氣企業來說，選擇適當的計量技術至關重要。在選擇計量技術時，需考慮實際需求、流量范圍、環境條件和精度要求等諸多因素，只有選擇合適的計量技術，才能最大程度地減少計量誤差。

2 天然氣貿易計量中誤差產生的原因

2.1 安裝故障導致計量出現誤差

天然氣貿易計量中，變送器誤差的產生問題十分復雜，可能與多方面因素相關。其中，安裝故障是一個重要原因，受限于現實條件，在不同地方的安裝情況各不相同，可能導致管道通道的不合理安裝或存在扭曲現象，會影響設備的正常運行，還可能對計量結果的準確性造成不利影響。

在開始安裝前，要確保燃氣供應已被安全切斷，保證工作環境的安全性；在電氣方面，要根據廠家提供的接線圖，正確連接燃氣壓力變送器的電源和信號線，確保接線牢固，避免出現松動或接觸不良的情況，并遵循當地的電氣規范和標準。完成安裝后，如果沒有對設備進行校準工作，后續將很難確保測量結果的準確性，校準應由專業人員進行，按照規定的校準程序和標準進行操作。在安裝和操作天然氣變送器時，還需要注意一些事項。例如，應將燃氣壓力變送器安裝在干燥、無腐蝕性氣體和離放射源遠的位置，以保護設備免受環境因素的影響；遵循設備的使用說明書和操作規范，確保安全可靠地使用變送器[3] ；定期對設備進行檢查和維護，以確保其正常運行并降低誤差的發生；安裝方面的問題是導致變送器誤差產生的主要原因，應采取適當措施減少安裝問題的影響；重視設備的日常維護和檢查，以確保其正常運行并降低誤差。

2.2 管道的彎曲導致管道內的消耗

管道運輸天然氣需要經過周密策劃，融合了人類技術與自然能力。每一段天然氣管道都需經過精心的設計和施工才能確保安全地輸送天然氣。在天然氣進行輸送的過程中，其經過的地形決定了輸送是否能夠順利，如果輸送過程中管道存在問題，就會給天然氣的輸送帶來很多挑戰。地貌不僅增加了管道鋪設的難度，還限制了天然氣的流量和流向，嚴重的導致天然氣損耗。這種損耗不僅是物質上的損失，更重要的是直接影響到天然氣計量的準確性。管道的彎曲程度也是導致天然氣損耗的原因，管道的彎曲程度影響天然氣在傳輸過程中的摩擦和阻力，若管道彎曲過大會使天然氣在流動過程中頻繁改變方向，增加摩擦力的同時導致天然氣的損耗。

天然氣管道的開關閥門操作對計量精度的影響也十分重要，其中精準度和同步性是關鍵。作為控制天然氣流動的關鍵設備，閥門的開啟和關閉速度以及同步性直接影響天然氣流動的穩定性和連續性。若閥門不能及時、同步地響應操作指令，將導致天然氣流動受阻造成計量誤差。想要真正解決這些問題，就要加強對管道設備進行日常檢查和維護，提高操作人員的技能水平，同時不斷推進相關技術的創新和發展，確保天然氣運輸的安全、穩定和高效，并減少由各種因素導致的計量誤差。

2.3 變送器裝置內存在阻礙

在天然氣管道和變送器裝置中，由于工作人員在安裝或維護過程中不小心將障礙物帶入或遺留，導致天然氣計量過程中會存在誤差。障礙物會影響天然氣的流動，導致計量不準確，而且極有可能對天然氣閥門管理產生干擾。因此需定期檢查和維護管道及變送器，以及時發現和清除障礙物，保證天然氣流暢并確保計量準確。此外，還需采取相關技術和管理措施，更好地預防類似問題再次發生，確保天然氣供應安全可靠。如果不充分重視該問題，可能會導致更為嚴重的后果，如天然氣泄漏和設備損壞等。

2.4 工作人員的維護和運維責任心差

現階段，由于多種因素的影響，天然氣計量中的誤差問題時常出現。要想減少天然氣貿易計量中變送器存在的誤差，需要加強工作人員的責任心，加強天然氣及變送器的運維管理。為了減少誤差發生的概率，可通過定期檢查、維護及校準設備保證其正常運行。

3 天然氣貿易計量中變送器的誤差優化策略

3.1 選擇高精度變送器

應選擇高精度和良好穩定性的品牌和型號，從源頭上保證設備本身性能，還可避免因設備質量問題導致的計量誤差。在挑選變送器時，應考慮其技術參數、性能指標及用戶評論等內容，以便找到最適合實際需求的變送器[4]。

3.2 定期校準機器

校準是優化變送器誤差的重要方式，通過定期校準變送器，可發現設備可能存在的誤差，以便及時進行校準和修復。在校準過程中，使用各種高精度儀器和測試設備，可全面檢測和評估變送器的各項參數，確保變送器的準確性和可靠性，為天然氣貿易計量提供更可靠的支持[5]。此外，還要對設備進行定期清潔，減少環境對變送器的影響，提升變送器的穩定性和可靠性。

3.3 選擇合適的安裝環境并定期維護

為了確保天然氣貿易計量的準確性和可靠性，應選擇氣流穩定的區域安裝變送器，確保測量結果的準確性。為了減少誤差，變送器應該避開渦流和其他干擾，選擇穩定的管道區域進行安裝，將變送器安裝在不受外界干擾的位置，避免外界因素，如溫度、壓力和濕度的波動對測量結果的影響。根據變送器的規格和要求，應按照規定方法進行安裝，包括正確的管道連接、壓力測試和氣密性檢查等。為了確保變送器的長期穩定運行，須建立一套系統的維護工作體系，包括定期檢查、清潔、校準和更換部件等工作。同時，企業應與消費者保持密切溝通，及時解決計量問題，并收集消費者的反饋意見和建議，以持續改進和優化貿易計量系統。

3.4 數據監控與記錄

應實時監控和記錄數據，及時察覺變送器可能出現的問題，并及時調整或維修，以保證測量的準確性和可靠性。如果在某個時間段內發現數據出現異常波動或偏離正常范圍，則需及時檢查變送器。檢查過程包括應確認變送器的顯示數值是否正常、是否發出異常聲音或散發異常氣味及是否存在泄漏等情況。輕微故障，如電纜松動或接頭漏氣的問題，由現場人員處理即可，而對于更換零件或更復雜的問題，應由專業人員維修，維修后必須重新校準變送器，以確保計量準確性。

3.5 技術更新與升級

在天然氣貿易計量中，變送器的性能至關重要，直接關系計量的準確性和貿易的公平性。隨著技術的進步，變送器的性能也不斷提升，但與此同時，老舊設備和過時型號的變送器可能成為貿易中的隱患，其不僅影響計量的準確性，還會增加貿易風險。因此應及時處理老舊設備和過時變送器。為了確保計量數據的準確性，維護消費者和天然氣公司的利益，需要建立完善的設備維護和更新機制，定期檢查變送器的性能和準確性，一旦發現設備老化或性能下降，應及時更換或升級。此外，應加強技術研發和投入，密切關注變送器技術的最新進展，以便及時采用更先進、更可靠的設備。操作人員要充分了解變送器的原理、性能和維護要求，確保能夠正確使用和保養設備。

4 結束語

文章分析了天然氣貿易計量誤差的復雜成因，并全面探討了變送器在減少誤差中的關鍵作用。隨著科技的不斷進步，新的技術和設備不斷涌現，及時引入新技術、更新設備才能提高計量的準確性和可靠性，通過選用高精度變送器、定期校準設備、關注設備安裝與維護、加強數據監控與記錄以及積極進行技術更新與升級，可有效減少天然氣貿易計量中的誤差，提高計量的準確性和可靠性。

參考文獻

[1] 唐發坤. 天然氣計量誤差原因分析及改進探討[J]. 中國設備工程，2019（13）：73-74.

[2] 李磊. 天然氣商業計量系統信號干擾問題的分析與改造[J]. 化工自動化及儀表，2021，48（3）：288-290.

[3] 張煒，粟鵬，劉啟聰，等. 物聯網技術在天然氣分離計量集成裝置改進中的應用[J]. 石油與天然氣化工，2020，49（5）：92-97.

[4] 韓苗苗.LNG 接收站天然氣計量方式以及如何實行能量計量[J]. 化工設計通訊，2020，46（10）：144-145.

[5] 溫淵. 天然氣計量誤差原因分析及改進對策研究[J]. 石化技術，2020，27（2）：310，309.