田凱

山東實華天然氣有限公司 山東 青島 266000

天然氣往往會運用到管道輸送的形式，計量有著長期性、連續(xù)性的特點，如果產(chǎn)生計量誤差，時間一長，誤差的數(shù)值變得越來越大。由于存在計量誤差的問題，從而使得天然氣的計價也具有一定的誤差，進一步引起許多關(guān)于貿(mào)易方面的糾紛問題?；诖耍鯓硬趴梢跃珳实赜嬃刻烊粴獾挠昧?，這就是目前社會各界談論的熱點話題。在現(xiàn)階段天然氣計量方式以及輸差控制過程中，需要將輸差管理以及儀表使用作為此次研究的重點，對輸差管理工作進行優(yōu)化與完善，對天然氣控制管理的實效性進行提升，為行業(yè)的社會經(jīng)濟發(fā)展鋪墊一定的基礎(chǔ)，并且還能夠促進行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

1 天然氣計量國內(nèi)研究現(xiàn)狀

社會各界長時間以來慣用的“天然氣”的概念，主要及時從能量方面著手的狹義定義，主要就是指天然蘊藏在地層當中的烴類以及非烴類氣體的混合物。在石油地質(zhì)學當中，主要就是氣田氣以及油田氣兩類。其主要構(gòu)成的成分以烴類為主，并且含有非烴的氣體。天然氣計量就是根據(jù)其流量而展開的測量工作，各種因素都會影響到測量的結(jié)果，譬如安裝條件、自然環(huán)境等，為了能夠確保測量的準確性，相關(guān)工作人員需要對計量標準進行科學合理的制定。

羅秀鵬學者認為，天然氣就是一種清潔能源，其燃燒的效率比較快，主要就是人們在實際生活過程中所依靠的一種重要能源。隨著我國城市化進程不斷地加快，以及人們環(huán)保理念的日漸增強，天然氣家喻戶曉。計量就是天然氣管理工作的重要環(huán)節(jié)，對主題切身的利益產(chǎn)生一定的影響[2]。

李鑫學者認為，天然氣在開展計量工作過程中,通常就是以流量的形式展開的計量工作。計量的準確性進一步影響到產(chǎn)品的成本以及質(zhì)量等，此外，還會影響到雙方的經(jīng)濟效益，基于此，對天然氣展開精準計量的工作才是十分重要的。天然氣在化工領(lǐng)域發(fā)展過程中起著非常重要的作用，產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間的交易也需要計量的準確性[3]。

張學強學者認為，在開展天然氣計量管理工過程中,對相關(guān)儀器儀表的有效運用才是一項非常重要的工作。在天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域中對計量儀器的有效運用，從而獲得計量儀表可以合理科學的控制方式,對儀表工作的環(huán)境以及工作形式進行深入地研究[4]。

閆成鯤學者認為，保證天然氣計量設(shè)備工作的質(zhì)量才是重要的內(nèi)容，以目前天然氣計量管理儀器的實際使用狀況以及輸差控制情況作為基本，與近幾年天然氣計量管理的特點充分結(jié)合,提出優(yōu)質(zhì)計量管理工作方案[5]。

王繼忠學者認為，隨著中國能源結(jié)構(gòu)逐漸朝向天然氣方向轉(zhuǎn)變，社會各界更加重視對流量儀表的有效運用。為了能夠做好儀表的使用工作，以此來滿足相關(guān)用戶的實際需求，分析儀表的特性顯得非常的重要[6]。

綜上，基于上述學者的集中闡述，在流量計量比較成熟基礎(chǔ)上，天然氣計量成為目前研究的主要方向。天然氣計量原理是在線采樣，運用色譜儀，對其成分以及含量等相關(guān)參數(shù)進行分析，還需要對計算單位的體積進行分析，再通過流量儀表，對標準狀況下的氣體體積進行計算，通過熱值以及體積相乘的形式，從而獲得在這一時間段中所累積的能量值。

2 天然氣計量方式

2.1 孔板流量計

對于孔板流量計計量而言，當所檢測到氣體通過節(jié)流裝置時，在孔板中氣體就會收縮，從而使得氣體加快自身的流動速度，進一步降低靜壓力的數(shù)值，天然氣通過孔板之前、之后所產(chǎn)生的壓力差。按照壓力差就能夠算出來天然氣的流量。運用孔板流量計的優(yōu)點就是，能夠用在管道直徑比較大的情況下，組成的部件比較少，其容易上手操作，使用的壽命也比較短。缺點就是，進一步影響到運輸管線較長的工況，并且量程范圍也比較小，可重復性較差[7]。

2.2 渦輪流量計

對于渦輪流量計這一計量的形式來說，主要就是通過待檢測氣體的流動力，從而促進流量計當中轉(zhuǎn)子展開轉(zhuǎn)動，然后對轉(zhuǎn)動次數(shù)進行計算，最后獲得氣體的流量。運用此計量形式的優(yōu)點就是，測量的范圍比較廣泛，具有一定的準確性，后期便于保養(yǎng)，信號頻段非常容易和目前計算機體系相匹配。其缺點主要就是，其中構(gòu)件比較容易受到多種因素的污染，對檢測氣體的干凈程度的要求比較嚴格。

2.3 超聲波流量計

對于超聲波流量計這一計量形式來說，其主要就是運用到超聲轉(zhuǎn)換的裝置，轉(zhuǎn)為超聲波能量，因為其有著較強穿透力的特點，穿透檢測氣體的波頻就是由超聲波發(fā)出的，通過終端接收裝置，將將收到的信號，通過計算儀器，從而對所檢測的流量進行計算，最后將結(jié)果顯示到儀表上。

此計量形式所使用的范圍，耐用性都比其他的流量計要高，在發(fā)達國家使用此計量形式比較常見。我國首次運用此劑量計主要用于西氣東輸這種口徑比較大的管道運輸過程中。應用較多。我國首次運用到該流量計的工況就是用于運輸大口徑的天然氣管道。運用此計量形式的優(yōu)點為，具有比較高的準確性，能夠展開雙向測量操作，體積也比較小，對環(huán)境的要求比較低，受到溫度以及壓力等因素的影響比較小，工作原理比較簡單，使得超聲波流量計能夠良好發(fā)展。缺點主要就是，成本比較高，設(shè)備的價格偏貴，現(xiàn)階段主要用于大型工程項目中[8]。

3 天然氣輸差產(chǎn)生的原因及控制措施

3.1 天然氣輸差產(chǎn)生的原因

3.1.1 溫度的影響

在天然氣輸送期間，由于管道過長，并且天然氣從本質(zhì)上來說就是氣體，因此在輸送天然氣過程中，溫度環(huán)境的變化，對天然氣輸送的效率產(chǎn)生一定的影響。溫度就是一個比較重要的參數(shù)，相關(guān)工作人員在對天然氣展開輸送工作過程中，因為途中經(jīng)過的城市以及地區(qū)比較多，然而各個地區(qū)的溫差也比較大，在此背景下，從而引發(fā)管道中的壓力發(fā)生變化，進一步影響到輸送的質(zhì)量與效率。

3.1.2 輸送設(shè)備老化

相關(guān)工作人員在對天然氣進行輸送過程中，無法避免的就是輸送設(shè)備存在老化的問題，從而出現(xiàn)輸差的問題。基于此，相關(guān)工作人員需要全面維修輸送的設(shè)備，防止設(shè)備老化問題的出現(xiàn)，當他們發(fā)現(xiàn)該問題發(fā)生時，需要對設(shè)備的零部件予以及時更換，設(shè)備老化就是一種運輸天然氣過程中比較重要的因素，隨著設(shè)備老化問題的出現(xiàn)，進一步地影響天然氣運輸?shù)馁|(zhì)量及效率，與此同時還會為運輸造成一定的損失。

3.1.3 計量儀器誤差

首先，相關(guān)工作人員在開展安裝工作之前，關(guān)注是否科學合理地選擇計量儀器，與此同時還需要進一步了解客戶的相關(guān)使用需求，保證儀器的額定流量能夠達標。其次，現(xiàn)階段，大部分用戶依然沿用皮模表，他們對儀器的使用已經(jīng)達到極限，計量功能隨著時間的推移使得輸差不斷地增大；其三，受到大自然環(huán)境的影響，尤其在受溫度以及壓力等因素的影響下，譬如在低溫狀態(tài)下，皮膜表難以受到溫度的補償，從而使得計量的數(shù)值變小。

3.1.4 脈動流引發(fā)的誤差

根據(jù)我國天然氣行業(yè)的標準《用標準孔板流量計測量天然氣流量》中指出：

氣流主要通過節(jié)流的裝置，流動性質(zhì)需要保持穩(wěn)定的、亞音速的，又或者只是隨著時間變化而變化的，不適用與脈動流的流量測量。現(xiàn)階段，對于氣田孔板的計量裝置來說，主要安裝在壓縮機設(shè)備之后一百米內(nèi)的外輸管線上，重復形式壓縮機的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)、氣體液體混合輸入導致的液勇、冬季間歇井/解堵井頻繁開關(guān)等，都能夠在外輸計量的管線中存在比較復雜的脈動流。然而真空流量計主要就是以平穩(wěn)的流速參數(shù)作為根據(jù)，當存在一定的脈動流時，需要把在孔板位置產(chǎn)生正常的差壓之外的額外差壓，基于此，逐漸增大其差壓的輸出值會，從而存在流量正誤差，根據(jù)有關(guān)文獻指出，脈動流所引發(fā)的誤差數(shù)值最大可以達到20%～30%。

3.2 天然氣輸差控制措施

3.2.1 加強輸送環(huán)節(jié)的管理工作

在輸送天然氣過程中大部分情況都會存在一定的損失，基于此，相關(guān)工作人員需要在減少損失上下功夫，運用先進的設(shè)備，從而了解在運輸天然氣期間哪一部分導致?lián)p失的發(fā)生，在找到相關(guān)原因之后，就需要對此損失進行全方面的分析，最大限度地減少在輸送過程中造成的損失。由于多因素都會影響到天然氣運輸途中發(fā)生的損失，譬如壓力變化以及溫度變化等方面，按照不同損失的實際情況，

相關(guān)工作人員為了能夠減少在對天然氣輸送過程中造成的巡視，應該科學合理地制定出方案，為企業(yè)帶來盈利。與此同時，企業(yè)需要定期對技術(shù)人員進行培養(yǎng)，讓他們更好地保養(yǎng)相關(guān)儀器設(shè)備，這樣一來才能夠適當?shù)販p少在輸送過程中發(fā)生的損失，這無疑就是一種十分重要的方式。輸送時應該按照外界環(huán)境的變化，對科學合理的運輸方案進行制定，檢測在輸送天然氣過程中的輸送量，由此一來詳細了解損失量，不斷地加強運輸管理有效控制。

3.2.2 儀表的選用及防腐設(shè)計

天然氣流量計的選擇就是一項比較復雜的問題，其影響因素如下表1所示：

表1 天然氣流量計影響因素

相關(guān)工作人員在選擇儀表過程中，應該從儀表的性能、準確度以及密封性等方面予以選擇，盡量選擇準確度以及密封性比較好的，還有一點就是，儀表的使用壽命比較長的。除此之外，量程比與被測燃氣的應用范圍相符合。在安裝測量儀表過程中需要嚴格按照相關(guān)標準，相關(guān)工作人員還需要仔細檢查安裝得是否合理。對流量計算方法予以科學合理的選擇，并且估算放空的損失，進一步修正測量過程中造成的誤差。雙波紋管差壓的流量計作為一種使用比較廣泛的儀器。此外，相關(guān)工作人員還需要對標準的節(jié)流設(shè)備予以選擇，在運輸天然氣過程中無法很好地控制流量，并且對相關(guān)節(jié)流設(shè)備的量程要求比較嚴格。在工作期間，相關(guān)工作人員需要根據(jù)流量變化的實際狀況，從而科學合理地選擇適宜的儀表。

計量誤差會進一步影響輸差控制，與此同時，管道腐蝕同樣會影響輸差控制。因為管道敷設(shè)需要在地下完成，因此輸氣管道存在一定的安全隱患，譬如管道的裂紋以及其腐蝕等因素。相關(guān)公司需要針對此創(chuàng)建一種查漏管理的制度，對查漏的相關(guān)指標與范圍予以一定的明確?，F(xiàn)階段，應該針對天然氣管線創(chuàng)建與其相關(guān)的腐蝕產(chǎn)物的分析措施，對其中的化合物成分進行分析，并且把成果有效地運用到工作中，合理科學地控制腐蝕。

3.2.3 輸差定位預警

在具有存檔管道的運行參數(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建計量數(shù)據(jù)庫，應用仿真軟件，進一步判斷在管道中發(fā)生的一些異常的情況，對輸差的發(fā)源地進行準確了解。譬如，通過現(xiàn)代信息技術(shù)，計算出所有路段中管道量水力摩阻的系數(shù)，由于其影響到管道的壓降，不正常的壓降方式用于預警輸差。在天然氣管道運輸過程中，對數(shù)據(jù)庫中的水力摩阻系數(shù)進行運用，通過比較，就會發(fā)現(xiàn)輸差發(fā)生在管道段的哪一個位置。

3.2.4 防止漏氣

相關(guān)工作人員需要對管道的工況進行定期檢測，在必要時還需要該項以及調(diào)整管道的位置。不斷地加強材料質(zhì)量檢測的工作，對材料進行科學合理的使用，還需要對其展開防腐處理的工作。例如在承受大型車輛碾壓的位置設(shè)有套管進行保護，在地基比較容易下沉的位置，需要運用到比較高強度的管材。與此同時還需要不斷地加強對相關(guān)工作人員自身業(yè)務技術(shù)的培訓工作，避免人為的漏報現(xiàn)象的發(fā)生[9]。

3.2.5 加大對計量儀器的安裝力度

相關(guān)工作人員在選好達標的計量儀器之后，還需要對計量儀表進行安裝，并且，還需要對行之有效的儀表安裝方法進行選擇，與輸送測量的實際要求相結(jié)合，科學合理地安裝儀表，不斷地加大對計量儀表的安裝力度。如果相關(guān)工作人員在工作期間，存在輸差問題，盡管測量儀表的質(zhì)量符合標準，因為工作人員的疏忽而產(chǎn)生腐蝕問題，還需要明確安裝過程的重要性。

4 結(jié)論

綜上所述，在我國天然氣管道運輸過程中，為了確保計量表管理工作的實效性，需要把天然氣管道運輸管理質(zhì)量的控制當做研究重點，通過加強輸送環(huán)節(jié)的管理工作、儀表的選用及防腐設(shè)計、輸差定位預警、防止漏氣、加大對計量儀器的安裝力度等方面，采取行之有效的輸差策略，最大限度地提升天然氣管道運輸提供一定的支持。與此同時，在計量天然氣期間，明確參數(shù)控制的范圍，為現(xiàn)階段天然氣傳輸領(lǐng)域的良好發(fā)展鋪墊基礎(chǔ)。