天然氣計(jì)量異議的技術(shù)措施研究

晁宏洲，黃明基，方林劍

中國(guó)石油塔里木油田分公司油氣運(yùn)銷部（新疆 庫(kù)爾勒 841000）

2016年5月27日，供氣方接到用戶A提交的《關(guān)于核查天然氣計(jì)量誤差的申請(qǐng)報(bào)告》中稱，自2016年5月14日供需雙方天然氣貿(mào)易交接計(jì)量的超聲流量計(jì)更換CPU板卡后，上下游計(jì)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)了很大的偏差。初步了解情況后，供氣方高度重視，組織相關(guān)方聯(lián)合Daniel超聲流量計(jì)廠家組成計(jì)量核查小組對(duì)用戶A提出異議的計(jì)量系統(tǒng)開(kāi)展計(jì)量核查，力爭(zhēng)在公平、公正、公開(kāi)的基礎(chǔ)上通過(guò)技術(shù)手段解決計(jì)量異議，并對(duì)計(jì)量系統(tǒng)的性能進(jìn)行核驗(yàn)必要時(shí)予以整改恢復(fù)，確保后續(xù)交接計(jì)量能夠準(zhǔn)確、可靠。

1 計(jì)量系統(tǒng)概況

供氣方在供氣閥組區(qū)向用戶A供氣，使用2套Daniel超聲流量計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行天然氣貿(mào)易交接計(jì)量。用戶在約800 m距離外建設(shè)用戶門(mén)站，使用1套同型號(hào)的Daniel超聲流量計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接計(jì)量，主要計(jì)量器具為1臺(tái)DN150超聲流量計(jì)（編號(hào)13-170319）。供需雙方計(jì)量設(shè)施分布如圖1所示。供氣方的一大一小兩條計(jì)量管路分別用于冬季和夏季供氣，主要計(jì)量器具為1臺(tái)DN150超聲流量計(jì)（編號(hào)12-220804）和1臺(tái)DN100超聲流量計(jì)（編號(hào)150017692）。用戶A用氣性質(zhì)為部分民用部分工業(yè)，氣量有一定波動(dòng)，夏季正常用氣時(shí)工況流量范圍為160～230 m3/h，因此使用DN100超聲流量計(jì)進(jìn)行交接計(jì)量。

圖1 供需雙方計(jì)量設(shè)施分布圖

計(jì)量核查小組查驗(yàn)站隊(duì)生產(chǎn)運(yùn)行記錄，證實(shí)2016年5月14日監(jiān)測(cè)到供氣閥組區(qū)為用戶A供氣計(jì)量的DN100超聲流量計(jì)出現(xiàn)故障報(bào)警，儀表自動(dòng)化維護(hù)隊(duì)伍趕到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后判斷該流量計(jì)CPU板卡故障，便將旁路處于停用狀態(tài)的DN150超聲流量計(jì)CPU板卡與DN100超聲流量計(jì)CPU板卡進(jìn)行互換。當(dāng)日15：39 CPU板卡互換完成后，繼續(xù)投用DN100超聲流量計(jì)進(jìn)行貿(mào)易交接計(jì)量。

2 計(jì)量核查

計(jì)量核查小組對(duì)用戶A提出異議的供氣計(jì)量設(shè)施中超聲流量計(jì)、壓力變送器、溫度變送器檢定證書(shū)進(jìn)行了查驗(yàn)，證明所有計(jì)量?jī)x表均經(jīng)過(guò)檢定且在有效期內(nèi)。特別對(duì)參與供氣計(jì)量的壓力和溫度參數(shù)，通過(guò)與同一匯管上布置的用戶B計(jì)量管路進(jìn)行橫向比對(duì)，均未發(fā)現(xiàn)異常。對(duì)流量計(jì)算機(jī)內(nèi)置氣質(zhì)組分參數(shù)查驗(yàn)，證實(shí)正確無(wú)誤，運(yùn)用氣質(zhì)計(jì)算軟件離線計(jì)算了天然氣密度、發(fā)熱量、壓縮因子等物性參數(shù)，證實(shí)也無(wú)任何異常。核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓力、溫度、流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與流量計(jì)算機(jī)顯示數(shù)據(jù)，證實(shí)數(shù)據(jù)傳輸正常[1-3]。排除了其他因素后，計(jì)量核查小組比對(duì)同一時(shí)刻供需雙方的實(shí)時(shí)瞬時(shí)流量，發(fā)現(xiàn)較大偏差，遂將查找問(wèn)題的落腳點(diǎn)定位在參與貿(mào)易交接計(jì)量的超聲流量計(jì)上。

2016年7月20日，Daniel超聲流量計(jì)廠家技術(shù)人員對(duì)供氣閥組區(qū)與用戶A門(mén)站兩處共3臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。

1）Daniel超聲流量計(jì)廠家技術(shù)人員使用PC機(jī)連接供氣閥組區(qū)DN150超聲流量計(jì)（安裝的原DN100超聲流量計(jì)的CPU板卡）進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖2所示。檢測(cè)畫(huà)面出現(xiàn)系統(tǒng)及聲道等多項(xiàng)參數(shù)報(bào)警，且畫(huà)面標(biāo)題顯示的組態(tài)文件編號(hào)為DN100超聲流量計(jì)出廠編號(hào)150017692，在導(dǎo)出事件及報(bào)警記錄數(shù)據(jù)時(shí)，出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)無(wú)法導(dǎo)出。據(jù)此Daniel超聲流量計(jì)廠家技術(shù)人員確認(rèn)CPU板卡故障，證實(shí)5月14日供氣方儀表自動(dòng)化維護(hù)隊(duì)伍對(duì)DN100超聲流量計(jì)報(bào)警故障判斷正確。

圖2 供氣閥組區(qū)DN150超聲流量計(jì)狀態(tài)檢測(cè)畫(huà)面

2）Daniel超聲流量計(jì)廠家技術(shù)人員使用PC機(jī)連接供氣閥組區(qū)DN100超聲流量計(jì)（安裝的原DN150超聲流量計(jì)的CPU板卡）進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖3所示。檢測(cè)畫(huà)面中無(wú)任何報(bào)警顯示系統(tǒng)異常，但發(fā)現(xiàn)DN100超聲流量計(jì)CPU板卡上組態(tài)文件編號(hào)顯示為原DN150超聲流量計(jì)出廠編號(hào)12-220804。

圖3 供氣閥組區(qū)DN100超聲流量計(jì)狀態(tài)檢測(cè)畫(huà)面

進(jìn)一步查驗(yàn)DN100超聲流量計(jì)組態(tài)參數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)流量計(jì)測(cè)量管組態(tài)內(nèi)徑為146.329 mm（5.7610″），與儀表銘牌上標(biāo)示的97.1804 mm（3.826″）不符，如圖4所示。再查看DN150超聲流量計(jì)儀表銘牌標(biāo)示測(cè)量管內(nèi)徑為146.329 mm（5.761 0″），與DN100超聲流量計(jì)現(xiàn)用CPU板卡上組態(tài)內(nèi)徑一致，以此確認(rèn)在CPU板卡互換過(guò)程中供氣方儀表自動(dòng)化維護(hù)隊(duì)伍未對(duì)流量計(jì)重新組態(tài)，確認(rèn)流量計(jì)組態(tài)不正確是導(dǎo)致計(jì)量狀態(tài)異常和計(jì)量數(shù)據(jù)不正確的原因。計(jì)量核查小組通過(guò)對(duì)儀表自動(dòng)化維護(hù)隊(duì)伍詢問(wèn)證實(shí)更換CPU板卡后確實(shí)未重新組態(tài)。

圖4 供氣閥組區(qū)DN100超聲流量計(jì)組態(tài)參數(shù)畫(huà)面

3）Daniel超聲流量計(jì)廠家技術(shù)人員使用PC機(jī)連接用戶A門(mén)站內(nèi)DN150超聲流量計(jì)，進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)確認(rèn)其計(jì)量狀態(tài)正常，如圖5所示。

圖5 用戶A門(mén)站DN150超聲流量計(jì)狀態(tài)檢測(cè)畫(huà)面

進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該流量計(jì)所有探頭波形正常，核對(duì)組態(tài)參數(shù)與流量計(jì)銘牌標(biāo)示值完全一致。核對(duì)流量計(jì)CPU板卡內(nèi)置的檢定修正系數(shù)，與檢定機(jī)構(gòu)出具的證書(shū)上載明的數(shù)據(jù)完全一致。隨后查驗(yàn)用戶計(jì)量系統(tǒng)中壓力變送器、溫度變送器檢定證書(shū)合法有效，配套檢測(cè)儀表經(jīng)確認(rèn)無(wú)任何異常。根據(jù)以上各方面檢測(cè)確認(rèn)結(jié)果，計(jì)量核查小組認(rèn)定用戶A對(duì)接計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠，可以作為處理計(jì)量異議的參照。

要對(duì)用戶A提出異議的DN100超聲流量計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，計(jì)量小組提出3個(gè)方案。

折算系數(shù)法。如果單一因素影響造成計(jì)量結(jié)果的恒定誤差，可以采取折算系數(shù)的方法。但供需雙方的2臺(tái)超聲流量計(jì)在不同的流量點(diǎn)上內(nèi)置了不同的修正系數(shù)，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確確定折算系數(shù)。

復(fù)現(xiàn)誤差法。供需雙方將存在異議的DN100超聲流量計(jì)封存，外送具有資質(zhì)的第三方法定或授權(quán)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，通過(guò)檢測(cè)復(fù)現(xiàn)出流量計(jì)誤差，據(jù)此作為核定氣量的依據(jù)。但流量計(jì)所在地不具備方便送檢的條件，此方法可行但耗時(shí)較長(zhǎng)。

計(jì)量比對(duì)法。供需雙方的計(jì)量設(shè)施之間雖然有約800 m的距離，但因?yàn)楣鈮毫Ψ€(wěn)定，管容效應(yīng)可以大致忽略，具備計(jì)量比對(duì)的條件[4-5]。前面已對(duì)用戶A的對(duì)接計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)核驗(yàn)，證實(shí)計(jì)量性能可靠，則可以其作為標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展計(jì)量比對(duì)。若多次計(jì)量比對(duì)的偏差均接近一個(gè)固定值，就采用該固定偏差作為核定氣量的依據(jù)。供需雙方均認(rèn)可此方法，協(xié)商一致后開(kāi)展比對(duì)工作。

3 誤差分析

以用戶A對(duì)接計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)值，采集供氣閥組區(qū)DN100超聲流量計(jì)和用戶A門(mén)站內(nèi)DN150超聲流量計(jì)小時(shí)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，見(jiàn)表1。

表1 供需雙方交接計(jì)量小時(shí)報(bào)數(shù)據(jù)比對(duì)分析表（2016.7.19）

在對(duì)供需雙方兩處計(jì)量設(shè)施計(jì)量數(shù)據(jù)比對(duì)分析之后，計(jì)量核查小組認(rèn)為，由于兩處計(jì)量設(shè)施距離不遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)具有對(duì)應(yīng)性，通過(guò)計(jì)量比對(duì)確定兩處計(jì)量系統(tǒng)偏差的方法可行。但考慮到用戶A用氣量在不同時(shí)刻還有一定程度的變化，故采用每日累積氣量的比對(duì)誤差作為計(jì)量異議量的核算依據(jù)，見(jiàn)表2。

4 數(shù)據(jù)驗(yàn)證

2016年7月21日，Daniel超聲流量計(jì)廠家技術(shù)人員再次互換供氣閥組區(qū)2臺(tái)流量計(jì)CPU板卡并植入原拷貝留存的組態(tài)文件重新組態(tài)，之后開(kāi)展供需雙方實(shí)操計(jì)量比對(duì)，驗(yàn)證恢復(fù)正常狀態(tài)的DN100超聲流量計(jì)計(jì)量性能進(jìn)而驗(yàn)證核查問(wèn)題判斷是否正確，并驗(yàn)證DN150超聲流量計(jì)計(jì)量性能為冬季供氣做好準(zhǔn)備。

表2 供需雙方交接計(jì)量日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)比對(duì)分析表（2016年）

供氣方將DN100超聲流量計(jì)量系統(tǒng)與用戶A門(mén)站的DN150超聲流量計(jì)量系統(tǒng)做比對(duì)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 供方DN100流量計(jì)與用戶方對(duì)比數(shù)據(jù)（17∶00-18∶00）

供氣方將DN150超聲流量計(jì)量系統(tǒng)與用戶A門(mén)站的DN150超聲流量計(jì)量系統(tǒng)做比對(duì)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 供方DN150流量計(jì)與用戶方對(duì)比數(shù)據(jù)（18∶50-19∶30）

供氣閥組區(qū)2臺(tái)超聲流量計(jì)重新組態(tài)后，與下游用戶方對(duì)接計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)良好，證明計(jì)量核查小組對(duì)計(jì)量異議發(fā)生的原因確定在CPU板卡的判斷是正確的，也通過(guò)輪換比對(duì)證實(shí)用戶方DN150超聲計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確，可作為參照核算異議氣量。

5 異議解決

計(jì)量核查小組通過(guò)技術(shù)手段準(zhǔn)確查找到計(jì)量異議發(fā)生的原因，并進(jìn)行了供需雙方的比對(duì)分析后確定了計(jì)量誤差14.35%，從供氣方儀表自動(dòng)化維護(hù)隊(duì)伍2016年5月14日15：39互換2臺(tái)超聲流量計(jì)CPU板卡產(chǎn)生計(jì)量誤差，到2016年7月21日17：00對(duì)流量計(jì)重新組態(tài)恢復(fù)投用，用該段時(shí)間產(chǎn)生計(jì)量異議的供氣方DN100超聲流量計(jì)發(fā)生的計(jì)量總量乘以相對(duì)誤差作為本次計(jì)量異議的核定量。用戶A接受，計(jì)量異議得到解決。

6 結(jié)論

1）在天然氣的交接計(jì)量中，計(jì)量異議不可避免，經(jīng)常發(fā)生而且普遍存在。當(dāng)供需雙方對(duì)計(jì)量的天然氣量不能一致認(rèn)可，無(wú)法正常結(jié)算時(shí)，需要通過(guò)一定的管理程序，借助必要的技術(shù)手段，做出一個(gè)公正的處理。

2）在對(duì)計(jì)量異議處理的技術(shù)措施中，折算系數(shù)法和復(fù)現(xiàn)誤差法雖然具有更高的效力，但在本次計(jì)量異議處理中不可行或不方便實(shí)施，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后的計(jì)量比對(duì)成為快捷有效的、最可行的方式。

3）本次發(fā)生計(jì)量異議的原因在于供氣方儀表自動(dòng)化維護(hù)隊(duì)伍在更換貿(mào)易交接超聲流量計(jì)CPU板卡時(shí)未能正確進(jìn)行組態(tài)，通過(guò)流量計(jì)廠家現(xiàn)場(chǎng)重新組態(tài)流量計(jì)工作狀態(tài)恢復(fù)正常，并經(jīng)過(guò)上下游數(shù)據(jù)比對(duì)進(jìn)行了驗(yàn)證和確認(rèn)。

4）計(jì)量比對(duì)是計(jì)量管理的一種方法，也是解決計(jì)量異議的有效技術(shù)措施，供氣管理過(guò)程中要善于運(yùn)用計(jì)量比對(duì)方式，保證計(jì)量系統(tǒng)完好，計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。