淺談如何保障中哈天然氣管道末站計量的準確性

葉海斌　賽依克江　俄德爾希

摘 要：中哈天然氣管道是國內(nèi)第一條進口天然氣管道，它的重要性毋容置疑，霍爾果斯計量站作為中哈天然氣管道的末站，其核心工作就是通過先進的計量系統(tǒng)準確掌握計量設備運行參數(shù)和計量數(shù)據(jù)完成向國內(nèi)輸氣的任務。該計量站自投產(chǎn)至今，通過幾年輸氣經(jīng)驗的不斷積累，已建立了一套比較完整的計量管理體系，本文介紹了中哈天然氣管道末站在向國內(nèi)西二線轉(zhuǎn)供氣的地位和重要性，以及通過技術(shù)手段和管理措施方面闡述了該站在天然氣國際貿(mào)易交接計量中做出的努力和成果，并提出了今后天然氣準確計量的措施及發(fā)展方向。

關鍵詞：天然氣 貿(mào)易計量 中哈天然氣管道 霍爾果斯計量站

中亞天然氣管道起源來自土庫曼斯坦，以300億方/年穩(wěn)定供氣30年，其中起點位于土庫曼斯坦-烏茲別克斯坦邊境的格達伊姆以及哈薩克斯坦阿拉木圖州，終點位于中國新疆的霍爾果斯、采取雙線敷設，單線長度1833km，設計壓力為9.81MPa，管徑為1067mm，管材為X70。工程啟動于2007年7月，2009年12月實現(xiàn)單線通氣，歷時兩年半時間，創(chuàng)造了從項目論證到實現(xiàn)商業(yè)運行跨多國管道建設的新記錄?；魻柟褂嬃空驹趪鴥?nèi)建設，距離中哈邊境4.4km，是中亞天然氣管道的末站，來自中亞的天然氣經(jīng)該站國際貿(mào)易計量后輸送給國內(nèi)西氣東輸二線霍爾果斯壓氣首站，由于霍爾果斯計量站是中哈兩國海關監(jiān)管場所，其計量準確性顯得格外重要，不得出現(xiàn)絲毫差錯，否則可能會引起中哈兩國天然氣國際貿(mào)易計量糾紛[1]。如何保證這些計量器具的準確可靠、建立和完善計量管理體系，是霍爾果斯計量站計量工作的中心任務。

一、集團公司對霍爾果斯計量站計量系統(tǒng)的檢查情況

1.中國石油天然氣股份公司海外勘探開發(fā)分公司于2009年11月25日在霍爾果斯組織召開了“中國天然氣管道霍爾果斯末站投產(chǎn)條件檢查”現(xiàn)場會。專家組認為：霍爾果斯計量站各類計量設備、檢測儀器的選用符合GB/T18603《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》[2]、GB/T18604《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》[3]、GB/T22723《天然氣能量測定》[4]、和GB17820《天然氣》[5]等國家標準要求?；魻柟褂嬃空居嬃肯到y(tǒng)具備投產(chǎn)條件、符合投產(chǎn)要求。

2.超聲流量計在線診斷、聲速核查及計量輸差檢查。2010年9月25日～30日，由集團公司質(zhì)量與節(jié)能部、天然氣與管道分公司、海外勘探開發(fā)公司、中石油國際事業(yè)部、中亞管道公司、西部管道公司、國家石油天然氣大流量計量站及南京分站、石油工業(yè)質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心組成的工作小組對霍爾果斯計量站和西二線首站計量系統(tǒng)進行了檢查，核查結(jié)論：

2.1兩站的計量設備運行正常，并已按要求進行周期送檢，超聲流量計在線診斷和聲速核查全部合格。

2.2 2010年9月21日～25日期間，兩站的日最大計量輸差為0.10%，5天累計計量輸差為0.02%，其比對結(jié)果完全符合要求。從而，可判定目前兩計量站的計量系統(tǒng)運行正常，計量數(shù)據(jù)準確可靠。

2.3硫化氫在線檢查結(jié)論。

A 示值誤差：現(xiàn)場配置的在線硫化氫分析儀的示值誤差為0.15ppm，滿足JJG 695-2003[6]規(guī)定的示值誤差不超過5ppm要求。

B 重復性：在線硫化氫分析儀對9.1ppm硫化氫標準氣連續(xù)測定結(jié)果的重復性不大于1.0%，滿足JJG 695-2003規(guī)定的重復性不大于2%的要求。

C 在線硫化氫分析儀測定結(jié)果與標準氣體濃度的一致性：在線硫化氫分析儀分析9.1ppm標準氣體時的分析結(jié)果與標氣示值是一致的。

結(jié)論：在線硫化氫分析儀滿足JJG 695-2003的示值誤差和重復性要求，滿足硫化氫在線檢測的需要。

二、從技術(shù)上確保精確計量

1.設置高、低流速報警

根據(jù)提供的氣體流速，進行高、低流速報警的設定，高流速報警設定為 20m/s，低流速報警設定為3m/s，目前流量計在15 m/s狀態(tài)下運行，瞬時流量變化率高報10000（Nm3/min），每小時與首站對比小時流量、小時累計數(shù)據(jù)，確保流量計在最佳狀態(tài)下運行。

2.流量計聲速檢查

根據(jù)上位機提供的 8 臺流量計各 4個聲道的實際聲速和 1 個理論聲速（按AGA10 號報告計算）。每日由技術(shù)人員對流量計聲速核查數(shù)據(jù)進行兩次檢查；流量計信噪比數(shù)據(jù)控制在不低于800，低于800高于500需要切換流程將此回路作為備用，每日需要進行四次聲速核查并記錄相關數(shù)據(jù)，低于500需通知廠家，目前投用流量計信噪比在2500～3000之間；每年廠家工程師進行3次計量回路的體檢，以做到預先發(fā)現(xiàn)設備故障隱患；南京大流量檢定站每年進行一次聲速核查和六年一次實流標定，以確定流量計的計量準確度。

3.超聲探頭增益核查

根據(jù)上位機提供的8臺流量計的各4個聲道的超聲探頭增益值，正常增益值最大要求不超過高報警點65dB，高于70dB需通知廠家，計量站流量計探頭的增益在39～41dB之間，超聲探頭運行正常，符合要求。

4.跟蹤對比歷史趨勢圖

對流量計壓力、溫度、流量、氣質(zhì)時時采集，繪制52條歷史趨勢曲線。（其中，11條壓力趨勢曲線，4條溫度趨勢曲線，21條流量計趨勢曲線，16條色譜趨勢曲線）方便了工作人員對設備運行狀態(tài)的分析判斷；通過報警和在線流量計歷史趨勢圖可以判斷流量計的運行狀態(tài)及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取切換備用流量計等措施。

5. 2009年6月28日及2011年7月21日，8臺超聲波流量計兩次全部通過了南京大流量測試中心的檢定；投產(chǎn)至今霍爾果斯計量站的36臺次計量設備、儀表都通過中國計量院的檢定并通過哈國計量院檢定。

三、從運行管理上確保精確計量

1.加強計量系統(tǒng)的運行檢查。計量站工作人員每四小時對現(xiàn)場計量系統(tǒng)進行一次巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時上報處理，技術(shù)服務中心人員每月對上位機、通訊、儀表自動化等方面進行一次巡檢，霍爾果斯維搶修隊每日對現(xiàn)場儀表、供電情況進行檢查。

2.完善預案管理。校核流量計系統(tǒng)故障處置預案，加強應急預案演練；每小時從上位機自動采集每路流量計數(shù)據(jù)（工況累計流量、標況累計流量、質(zhì)量累計、能量累計）；在運行計量回路出現(xiàn)故障時，可以在1分鐘之內(nèi)切換到備用計量回路，保證了運行計量回路計量數(shù)據(jù)的準確可靠。

3.氣相色譜發(fā)生故障時流量計算采用最后一次完好值。當氣相色譜發(fā)生故障時，分析值選用故障發(fā)生前采集的正常值。

4.確保計量準確所做的其它工作。對計量系統(tǒng)分析小屋自動和手動取樣口加電伴熱帶；過濾分離器集液包加電伴熱保溫；配備用于水合物解堵的甲醇泵；對備用流量計整流板采用電熱帶加熱方式消除流量計整流板上附著的水合物；同時我們計劃上報采購備用流量計和流量計算機。

5.時刻關注分析小屋設備運行情況，確保氣質(zhì)分析設備處于最好工作狀態(tài)。為了保障氣質(zhì)分析小屋各種分析設備正常工作，及時更換分析儀易耗材料。

6.色譜標氣選擇中國計量院標氣。結(jié)合中亞管道輸送氣質(zhì)的實際組分，由EMERSON廠家提供標氣配比建議，色譜標氣采用中國計量科學院提供的標氣，保證了氣質(zhì)分析的準確性。色譜每日標定一次，樣氣分析非歸一化總數(shù)控制范圍在98～102%之間，目前樣氣分析非歸一化總數(shù)正常。

7.與西二線首站每小時比對計量數(shù)據(jù)。每日與西二線首站對比氣質(zhì)參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)曲線出現(xiàn)波動及時與西二線首站、哈國MS計量站等比對數(shù)據(jù)；每小時與西二線首站比對瞬時流量、壓力、溫度等參數(shù)，每天比對當日交接分輸量，每月底比對當月分輸量。截至目前，通過比對，兩站計量和氣質(zhì)分析情況符合相關要求。

8.每年10月份做好設備冬季正常運行的維護工作，包括：溫井硅油的置換和壓變及壓力表取壓管線的排污。

9.海關監(jiān)管。中、哈海關對計量站流量計、流量計算機機柜及越站閥門等施封34個點，現(xiàn)場安裝了六個中國海關監(jiān)管攝像頭，存儲器可存儲3個月的歷史錄像并傳送至烏魯木齊總關。每月月底抄取流量底數(shù)，確保計量數(shù)據(jù)準確、合法。

10.檢驗檢疫局的監(jiān)管?；魻柟箼z驗檢驗局的監(jiān)管在霍爾果斯計量站對氣質(zhì)分析進行監(jiān)管，每天離線到實驗室進行檢測，與計量站分析結(jié)果進行比對。截至目前，未對計量站氣質(zhì)分析提出任何異議。

霍爾果斯計量站自投產(chǎn)運行以來，截至2012年6月30日已經(jīng)累計輸送天然氣302億標方，雖然出現(xiàn)過流量計算機I/O板、CPU板損壞等故障，但未對計量造成任何影響，故障也得到了及時處理。綜上所述，霍爾果斯計量站計量系統(tǒng)運行正常，交接計量準確無誤。

四、計量準確的幾點建議

1.采用先進的計量監(jiān)測手段和計量技術(shù)

1.1計量裝置和儀表的準確度越高，計量結(jié)果就會越準確；

1.2計劃采購計量系統(tǒng)CBM遠程診斷系統(tǒng)，以實現(xiàn)實時監(jiān)測計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及故障信息，并記錄計量系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)以作后期的對比，來確定設備相關參數(shù)的趨勢信息；

1.3按照國家要求的檢定周期對計量器具進行校驗，確保計量器具準確可靠；

1.4定期對計量器具進行系統(tǒng)維護，確保系統(tǒng)正常運行；

1.5根據(jù)目前計量站的運行情況，建議中亞天然氣管道C線的計量設備采用更為可靠的設備，包括：溫變、壓變、超聲波流量計、色譜分析儀、烴露點、水露點分析儀以及流量計前后直管段都采用美國原廠生產(chǎn)。

2.建立、加強和完善的計量管理體系

先進的計量監(jiān)測手段和計量技術(shù)是準確計量的前提條件，計量管理體系的建立、加強和完善，是一個在生產(chǎn)中不斷總結(jié)、不斷完善的過程。有效運行計量管理體系，是提供準確的計量數(shù)據(jù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量及提高經(jīng)濟效益的關鍵所在。

3.加強計量人員素質(zhì)的培訓

目前很多先進設備，先進技術(shù)，先進方法都已應用到生產(chǎn)過程中，則需要建設一支高素質(zhì)的隊伍去管理和掌控，因此加大人員計量應用知識的培訓是做好計量管理工作的一個重要因素。

4.建立輸差比對體系

每日對比計量站和西二線首站的計量數(shù)據(jù)和當日設備的重要操作事件，協(xié)商討論合理的輸差范圍，如果輸差超出誤差范圍，查找原因并進行記錄。

參考文獻

[1]GB/T 18603-2001，天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求[S].

[2]GB/T 18604-2001，用氣體超聲流量計測量天然氣流量[S].

[3]GB/T 22723-2008，天然氣能量的測定[S].

[4]GB 17820-1999，天然氣[S].

[5]JJG 695-2003，硫化氫氣體檢測儀檢定規(guī)程[S].

[6]鄧傳忠，鄭永建，李偉.流量計量準確性對海上氣田生產(chǎn)管理的影響[J].天然氣工業(yè)，2008，28（7）：99-102.

作者簡介：葉海斌，助理工程師，1983年出生，2007年畢業(yè)于遼寧石油化工大學環(huán)境科學專業(yè)，現(xiàn)主要從事輸氣管道的計量管理工作。