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    天然气管输计量输差成因及应对措施
    发布时间2019-03-27

    摘要近年来,天然气管道建设得到蓬勃发展,天然气输差作为输送计量一个重要的问题不容忽视所以,采取怎样的措施才能对天然气管道输送过程中出现的计量输差进行有效控制,便成为当前管道输送企业面临的一大难题?#37038;导是?#20917;出发对造成天然气计量输差的原因进行分析,并在此基础上提出针对供气输差问题提出一些解决降低计量输差的措施
    1气计量及计量输差概述
    1.1天然气计量
    天然气作为气体具有流动性其流量以质量表示时称为质量流量?#20445;?#20197;体积表示时称为体积流量?#20445;?#20197;能量表示时称为能量流量流量计量是天然气供需双方贸易结算的依据为了准确计算流量需要提高流量计量的准确度天然气计量的准确度受多种因素的影响在井口气量与外输气量供给气量与?#37038;?#27668;量总计量与分表计量之间总存在一定的差值即常说的计量输差对输差的合理控制是保证计量准确性的一项重要工作
    1.2计量输差
    输差是指天然气在输送过程中的量?#23548;?#37327;其计算公式如下

    式中表示输差qc表示瞬时
    根据安阳站输气情况输差表达式如下
    =q1-q2+ơq2
    其中表示输差q1表示本站?#23548;?#20379;气量q2表示用户接气量ơq表示输气管网管存变化
    由气体状态方程PV=nRT可得本站标准状态下供气瞬时流量表达式其中P为标准大气压q表示流量计测得工况瞬时流量T1为现场测得管道内输气标准温度P1为现场测得管道内气体压力
    与三个用户的输差产生在本站计量撬与用户门站计量设备之间的输气管道而产生输差的设备包括参与计量仪器的压变温变流量计等以及输气管网
    2天然气管输计量输差的成因分析
    以安阳站供加气母站近期输差表为例分析造成输差的原因该供气支路采用?#26032;?#27969;量计参与贸易计量如表1所示由该统计表可知计量输差逐渐变小并?#20197;?#26368;后两天的数据中出现了负输差的现象由于计量标准由供方为准这也意味着公司经济利益可能受到了损失
    下面将从加气母站输差表分析输差原因以及输差出现较大波动的原因
    2.1计量设备本身原因产生的误差
    该供气支路?#26032;?#27969;量计是一种速度式仪表其工作原理是在管道中安装一个自由转动轴与管道同心的叶轮当被测气体流过传感器时在气流作用下叶?#36136;?#21147;旋转其转速与管道平均流速成正比叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值检测线圈中磁通随之发生周期性变化产生周期性的脉冲信号经信号传输至站控显示设备管道中流体的流速大小与叶轮转速成正?#21462;?#23427;的流量计算公式是

    qf工况体积流量m3/s
    N流量计每秒的脉冲数
    k流量计仪表系数s/m3
    由此公式可知气体流速越快叶轮产生的脉冲数越多那么测得的气体流速值也越大
    ?#26032;?#27969;量计特性曲线图
    横轴代表气体流速变化qf纵轴代表仪表系数k当天然气从零开始增大流量时叶轮必须先克服轴与轴承间产生的静摩擦力矩后才开始旋转极小量的气体通过气体?#26032;?#27969;量计时?#26032;?#24182;不转动只有当流量大于某一最小值时克服了起动摩擦力矩?#26032;?#25165;开始转动在流量较小时流量特性变化很大主要受粘滞性摩擦力矩影响当流量大于某一数值后如图1的中部灰色区域流量与转数才近似为线性关系这就是气体?#26032;?#27969;量计的工作区域流量计在?#20204;?#22495;中工作状态理想测得数值最为准确当流量值在增大增至图中?#20063;?#40644;色区域时会造成轴承寿命减短叶轮变形甚?#20102;?#22351;?#26032;?#30340;后果
    由于加气母站本身供气性质的原因气体流量变化趋势不稳时常会有流速瞬时增大造成?#26032;?#36229;速旋转轴承松动最终叶轮产生的脉冲数就不能准确的反应气体瞬时流量值另外天然气气质复杂有时会有颗粒性杂质流入管道在高速气体驱动下打向叶轮损坏叶轮或者打偏叶轮测量结果不准确最终造成输差偏大的后果
    综上由于轴承寿命叶轮的强度和压损等条件的限制?#26032;?#20063;不能转得太快有测量上下限的限制这方面需要和用户及时?#20302;?#21327;调控制气体瞬时流量在一个合理的范围内避免供气造成的设备伤害
    2.2其他参与计量的仪表?#25910;显?#25104;的计量误差
    以安阳加气母站供气流程为例直接参与气量计量的设备除了?#26032;?#27969;量计还有测量气体温度的温度变送器和测量气体压力的压力变送器变送器包括传感器模块和变送模块温度变送器传感器模块如果模块失灵变送器信号失真或者远传数据线受到干扰都会造成测得数据与?#23548;ʲ环?#20250;造成计量误差
    受环境影响尤其是到了冬季气温低至零下压力变送器的引压管最低处有时会有水珠凝结成冰造成暂时性冻堵导致压力变送器测得的不准确数据
    由于长时间的腐?#30784;?#26292;晒和本身寿命原因传输至机柜的信号线有的会发生断开虚接现象现场信号无法传至机柜也是造成计量误差的原因
    2.3其他原因造成的误差
    在天然气输送过程中其他因素?#19981;?#36896;成误差比如输气管道发生了漏气也就产生了输差还有设备出现了?#25910;ϣ?#32500;修前需要对管道内的气体进行放空在进行维修对此需要及时细致的场站巡检发现漏气点及时解决对于维修设备的放空量要采用合理的计算方法进进行估算使之尽可能接近真实值
    3天然气管输计量输差的控制措施
    3.1完善计量流程优化计量方式
    为将仪表计量装置失准产生的计量误差降至最低应完善计量流程优化计量方式首先要想计量流程更加完善应做好交接气量和中间气量的对比计量工作实现对输差的实时对比监控从而为实时数据的采集及时为输差分析和控制提供依据国际上的计量方式其依据通常是能量在特定的环境背景下可在一定程度上降低计量误差
    3.2科学合理地选择计量仪表型号
    为良好的控制管输天然气计量误差应科学合理进行计量装置选型在选型过程中必须充分考虑计量装置的安装条件安装环?#22330;?#24615;能状况流体特性和成本费用五要素首先针对影响计量装置选型的五大要素进行分析比如分析计量装置的安装条件时应充分考?#24378;?#38388;配套设施输气管线的管径和振动情况等因素对其的影响分析计量装置的安装环境时充分考虑不同外界温度外界电磁等因素的影响分析计量装置的性能状况时应充分考虑计量装置的各项参数分析计量装置的流体特性时充分考虑管输压力温度等因素的影响分析成本费用方面时应充分考虑购买成本后续维修保养费用等其次在上述分析基础上初步确定几款较为合适的计量装置型号最后对?#30830;?#26512;对初步筛选的计量装置型号的优?#26377;ԣ?#30830;定最优计量装置
    3.3大力开展培训?#20013;?#25552;升工作人员素质
    为尽量降低由于人为因素导致的计量误差应采取措施提升工作人员素质而最有效的手段便是大力开展培训因为通过大力开展培训能够让相关工作人员熟练掌?#23637;?#23519;分析和控制输差的专业知识具体的措施包括对?#30830;?#26512;压力温度补偿方法常用计量装置的性能型号优劣势适用范围及使用方法等开展必要的实习演练让相关工作人员熟悉掌握计量工作的流程及相关重点内容等通过提升工作人员素质促进计量输差的良好控制
    3.4加强计量数据管理减少压力和温度误差
    天然气计量工作中涉及大量数据为计量工作增加了难度基于此应加强计量数据的管理工作同时定期抽查计量历史数据最大限度的提高计量数据的可信度并且要求能够准确分析和判断计量输差?#19994;?#36755;差形成的源头和成因同时提出有效的应对方案降低输差另外由于计量误差受到输气环境变化的影响应针对不同地区的?#23548;是?#20917;实施不同的标准状态温度
    4总结与结论
    随着天然气市场逐渐壮大做好天然气计量工作无论是避免企业间贸易纠纷还是维护公司经济利益都有着积极的意义这需要计量工作者共同努力坚持诚信为本求真务实有效实现控制输差实现共赢为国家天然气事业发展发挥更大的力量

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