配氣站輸差控制措施探討

張國(guó)新 春艷 李玉龍

【摘 要】本文主要結(jié)合配氣站的運(yùn)行狀況分析影響場(chǎng)站計(jì)量輸差的因素，主要是計(jì)量器具的選型與安裝問(wèn)題，計(jì)量?jī)x表的精度問(wèn)題，氣體組分的影響問(wèn)題，管存計(jì)算的影響問(wèn)題，并提出相應(yīng)的控制措施，主要采取了加強(qiáng)計(jì)量數(shù)據(jù)管理，優(yōu)化計(jì)量方式，定期對(duì)計(jì)量?jī)x表進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)及維護(hù)，科學(xué)選型，正確安裝計(jì)量系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)站人員的培訓(xùn)，提升計(jì)量管理水平。

【關(guān)鍵詞】配氣站；計(jì)量輸差；成因與控制

隨著人民生活水平的提高和環(huán)境意識(shí)的提高，對(duì)清潔能源和天然氣的需求日益增加。天然氣的傳輸損耗測(cè)量是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。以天然氣一級(jí)輸氣站為例，年輸產(chǎn)能可達(dá)1.0×109m3以上，如果用1%的傳輸誤差計(jì)算，一年的差值將是1×107m3。為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高天然氣計(jì)量管理水平勢(shì)在必行，而控制輸差是衡量計(jì)量管理水平的基礎(chǔ)。

一、配氣站輸損原因分析

天然氣的運(yùn)輸主要依靠長(zhǎng)輸管道，天然氣配氣站是供需雙方的紐帶。由于計(jì)量?jī)x表的精度、氣體成分的變化、計(jì)量?jī)x表的選擇和安裝等因素的影響，使得供氣方與用戶接收存在偏差，即傳輸差異。如何降低計(jì)量傳輸損耗是計(jì)量人員面臨的主要問(wèn)題。傳輸損耗主要是指天然氣在輸送過(guò)程中的偏差。天然氣流量測(cè)量涉及多個(gè)參數(shù)，影響因素很多。其中，測(cè)量?jī)x器的選擇和安裝、測(cè)量?jī)x器的精度、氣體組分和存儲(chǔ)計(jì)算等因素對(duì)傳動(dòng)差值的測(cè)量有較大影響。

1.測(cè)量?jī)x器的選擇和安裝

測(cè)量?jī)x器的選擇和安裝是否符合天然氣管道輸送的實(shí)際情況直接決定了測(cè)量誤差。因此，在測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)和選擇中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際下游氣體用量負(fù)荷、所需壓力、峰谷耗氣量等參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和選擇，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)、準(zhǔn)確、可靠的測(cè)量。計(jì)量?jī)x表的選型精度將影響測(cè)量精度。如果計(jì)量設(shè)備與燃?xì)獾膶?shí)際情況不符，則會(huì)有兩種情況。一是“大材料，小使用”，氣量不能達(dá)到計(jì)量的初始流量，小流量計(jì)量損失；二是“小材大用”，氣體體積超過(guò)測(cè)量?jī)x器的大流量，不僅影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，而且縮短了測(cè)量?jī)x器的使用壽命，一般情況下，合理的測(cè)量范圍應(yīng)在30%～80%o之間。如果測(cè)量?jī)x器型號(hào)選擇得當(dāng)，如果安裝不當(dāng)，傳動(dòng)輸差就會(huì)增大。例如，如果整流器沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求安裝，或者直管段沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)安裝，或者溫度變送器安裝在前直管段，則管道中的天然氣會(huì)發(fā)生湍流，旋轉(zhuǎn)、脈動(dòng)和其他不確定因素。流量將嚴(yán)重影響超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)的測(cè)量精度。

2.測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度

計(jì)量?jī)x表主要由流量計(jì)和匹配流量計(jì)算機(jī)、溫度變送器、壓力（壓差）變送器、成分分析儀等組成。計(jì)量?jī)x器在長(zhǎng)期使用中測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象將直接影響到Q電源和Q接收測(cè)量的精度。由于配氣站和用戶條件的限制，流量計(jì)是不同的。目前，超聲波流量計(jì)和渦輪流量計(jì)被廣泛應(yīng)用于門站。由于流量計(jì)的原理不同，各流量計(jì)的精度也各不相同。目前，超聲波流量計(jì)的精度可達(dá)±0.5%，渦輪流量計(jì)的精度可達(dá)1%。當(dāng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)流量時(shí)，將涉及氣體的溫度和壓力。以壓力傳感器為例，不同廠家生產(chǎn)的壓力傳感器的精度不同，會(huì)影響測(cè)量的精度，從而影響傳動(dòng)輸差。

3.氣體成分的影響

目前，許多站都不使用在線色譜儀，正在使用定期（月或季度）采樣、離線分析天然氣組分。如果采樣間隔過(guò)長(zhǎng)或采樣時(shí)間不合適，測(cè)量精度會(huì)受到影響。天然氣成分變化對(duì)速度流量計(jì)的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是天然氣成分的變化影響流量計(jì)工況流量的輸出；二是天然氣組成的變化會(huì)影響壓縮系數(shù)Z的計(jì)算，從而影響標(biāo)準(zhǔn)流量的取值。

4.管存計(jì)算的影響

天然氣分子更活潑，具有一定的壓縮性。在傳動(dòng)比計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮溫度、壓力等條件引起的計(jì)算誤差。根據(jù)氣體狀態(tài)方程計(jì)算管坯。所涉及的參數(shù)包括壓力、溫度、管道體積和壓縮因子。壓力和溫度分別由壓力變送器和溫度變送器測(cè)量。體積由管道公稱直徑計(jì)算。按GB11062-98《天然氣熱值、密度和相對(duì)密度》計(jì)算壓縮因子，在計(jì)算方法中，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件下的壓縮系數(shù)Zn。在天然氣輸送過(guò)程中，管道壓力和溫度不是恒定的，而是一個(gè)可變參數(shù)。因此，如何獲取壓力和溫度值將影響管道儲(chǔ)存測(cè)量的準(zhǔn)確性。

二、配氣站輸損控制措施

1.加強(qiáng)計(jì)量數(shù)據(jù)管理，優(yōu)化計(jì)量模式。

加強(qiáng)測(cè)量數(shù)據(jù)管理，優(yōu)化測(cè)量方法，大大減小了儀器測(cè)量裝置失調(diào)引起的測(cè)量誤差。首先，在測(cè)量數(shù)據(jù)管理中，要搞好測(cè)量數(shù)據(jù)的監(jiān)控和測(cè)量切換量的比較，建立傳輸管理文件，定期比較橫向和縱向傳輸數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握配氣站的情況。傳輸差值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常傳輸數(shù)據(jù)的原因。同時(shí)，結(jié)合本站的SCADA遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)，對(duì)發(fā)生傳輸差異的區(qū)域進(jìn)行精確定位，將發(fā)生傳輸差異的區(qū)域的測(cè)量裝置追溯到源，即測(cè)量值的傳輸。環(huán)值和儀器的校準(zhǔn)和檢測(cè)。結(jié)果表明，當(dāng)測(cè)量裝置失準(zhǔn)時(shí)，必須及時(shí)更換測(cè)量裝置，從而在很大程度上減小由測(cè)量裝置失準(zhǔn)引起的測(cè)量誤差。其次，全面了解配氣站的氣體質(zhì)量，安裝在線色譜分析儀，實(shí)時(shí)在線分析天然氣組分；

在沒(méi)有色譜分析儀的門站，應(yīng)縮短周期采樣周期，及時(shí)改變天然氣組分，減少氣體組分對(duì)輸送差的影響。最后，準(zhǔn)確計(jì)算管道存儲(chǔ)的變化，科學(xué)合理地選擇溫度、流量、壓力值，在很大程度上減小管道儲(chǔ)存引起的傳動(dòng)輸差。

2.定期檢定、校準(zhǔn)及維護(hù)測(cè)量?jī)x器。

為了測(cè)量的可追溯性和準(zhǔn)確性，需要定期校驗(yàn)和校準(zhǔn)。天然氣計(jì)量器應(yīng)根據(jù)不同類型定期校準(zhǔn)，超聲波流量計(jì)應(yīng)每?jī)赡晷?zhǔn)，溫度變送器和壓力變送器應(yīng)每年校準(zhǔn)一次。同時(shí)，加強(qiáng)日常檢查和維護(hù)工作，及時(shí)檢測(cè)影響測(cè)量精度的因素，避免造成較大的測(cè)量誤差。檢查人員需要定期對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行檢查。檢測(cè)內(nèi)容主要包括超聲波流量計(jì)、流量計(jì)算機(jī)、壓力變送器、溫度變送器、電源箱等部件。對(duì)于超聲波流量計(jì)，需要定期對(duì)信號(hào)處理單元進(jìn)行檢查，無(wú)論是零流量測(cè)量是否準(zhǔn)確，超聲波換能器表面是否存在沉積物等。定期收集流量檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析比較，以確定流量計(jì)是否存在故障，例如，每隔兩小時(shí)進(jìn)行聲速校驗(yàn)，將流量計(jì)檢測(cè)出的理論聲速與0之間的差異，小于25%，否則，流量計(jì)出現(xiàn)故障。

3.科學(xué)選材，正確安裝

科學(xué)、合理地選擇和安裝計(jì)量系統(tǒng)是控制配氣站計(jì)量和傳輸損耗的有效措施之一。計(jì)量裝置的選擇應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)、安裝條件、計(jì)量裝置的性能、流體特性、經(jīng)濟(jì)性等因素。從工藝設(shè)計(jì)和安裝條件的角度考慮，在選擇計(jì)量?jī)x表時(shí)，必須考慮燃?xì)夤艿赖墓軓?、局部環(huán)境、外部電磁或振動(dòng)干擾、計(jì)量裝置安裝的空間和配套設(shè)施。從計(jì)量裝置的性能出發(fā)，選擇計(jì)量裝置必須考慮計(jì)量精度、計(jì)量指標(biāo)、壓力損失數(shù)據(jù)和輸出信號(hào)特性。從流體特性的角度出發(fā)，計(jì)量裝置的選擇必須考慮管道壓力、管道天然氣的組成和化學(xué)性質(zhì)。在考慮上述因素后，所選計(jì)量裝置必須滿足經(jīng)濟(jì)要求。

4.加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)人員培訓(xùn)，提高計(jì)量管理水平。

加強(qiáng)計(jì)量人員的培訓(xùn)，可以有效地減少人為因素造成的測(cè)量誤差。 首先，對(duì)企業(yè)內(nèi)的計(jì)量人員進(jìn)行專業(yè)化、系統(tǒng)化的培訓(xùn)，才能取得計(jì)量證書(shū)。其次，由于計(jì)量人員處于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常接觸計(jì)量?jī)x表、器具等，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)計(jì)量人員的培訓(xùn)，組織對(duì)計(jì)量?jī)x表、器具的工作原理、日常檢查和維護(hù)等方面的培訓(xùn)。正確掌握計(jì)量工作的流程和各節(jié)點(diǎn)傳遞差權(quán)的控制過(guò)程。最后，要加強(qiáng)對(duì)計(jì)量人員、配氣站值班人員的考核，防止計(jì)量人員、值班人員忽視提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，造成人為誤差。確保及時(shí)完成輸差控制工作。

【參考文獻(xiàn)】

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