天然气输差问题分析和控制

吴 冠 澄

天然气输差问题分析和控制

吴 冠 澄

（中国石油天然气销售公司， 北京 100028）

天然气成为世界主要能源，其运输主要依靠管道来完成。天然气在输送的过程中存在输差，输差问题影响能源利用用率和企业效益。讲述了产生输差的原因包括参比条件和仪表问题，应对输差问题常采用的分析方法包括计量先行法和缩短周期法以及输差问题的控制措施，包括正确选用仪表，注重管道建设管理和加强人才队伍建设。

管道；计量；仪表；输差

近年来空气污染的防控和治理成为市民主要话题，环保观念深入人心。作为清洁能源的天然气越来越得到重视，天然气具有清洁、环保、热值高的优点[1]。在世界范围内天然气的运输主要依靠管道来完成，但流入系统的气量与流出系统的气量存在差值。输差问题是每一个燃气公司都要面对而且难以解决的问题。输差的问题在国家层面关系到能源利用率，在企业层面关系到一个燃气企业的经营和管理。天然气输差问题直接影响燃气企业的生产成本、经济效益乃至发展方向。如何有效的减少输差值得深入研究。

天然气输差指的是平衡商品天然气中间计量和交接计量的差值[2]。对于长输管道而言是指天然气在长输管道输送过程的损耗。对于下游的燃气企业来讲指的是燃气公司和气矿交接的总气量与燃气公司提供给用户的气量之差[3]。

天然气输差分为绝对输差以及相对输差。

式中： ΔQ—天然气管输输差，m3；

Qr—流入天然气管道的总气量，m3；

Qc—流出天然气管道的总气量，m3；

Vc—期初天然气管道内的总存气量，m3；

Vm—期末天然气管道的总气量，m3。

1 天然气输差原因分析

输差产生的原因主要有两种，一种是计量所产生的误差；另一种是输送过程中由于设备的质量、管理、腐蚀和其他综合因素所造成的泄露。

1.1 参比条件所引起的误差

天然气测量以及计算工程中，在我国的天然气参比条件是压力为一标准大气压即101.325 kPa，温度为293.15 K。但是实际的测量结果与真实值常常存在一定的差值，这与计量工作的参比条件有关。《天然气标准的参比条件》（ISO 13443）中规定的参比条件压力为 101.56 kPa，温度为 288.15 K（15 ℃）。而美国的天然气计量参比条件压力为14.73 psig(101.56 kPa)，温度为60 ℉（15 ℃）[4]。

由以上的三种不同参比条件可以计算到

由公式（3）和（4）得到结论：参比条件不同会产生一定误差。这时应对公式做以下的调整：

若供气压力相对于参比压力增加1 kPa，燃气公司就增加 1%的气量损失。若温度相对于参比温度降低 1 ℃，燃气公司就会增加 0.34%的损失。 由于实际条件限制，当地燃气公司都难以用户家里安装压力和温度补偿装置。因此相对于供气的燃气公司而言，提高压力或者降低温度都会产生气量上的损失。

1.2 仪表所产生的误差

目前国内的天然气计量大多采用的是孔板流量计。孔板流量计的测量精度能够满足 SY/ T6143-1996 的精度标准要求。但是在实际的操作过程当中，仪器的操作不当，节流设计不当或者孔板的安装和维修不当都会影响测量的精度。井口采出的天然气由于净化的不彻底或者集气管网以及输气干线的内腐蚀影响，导致液体或者固体杂质存在，杂质会聚集在孔板截面，同时这些杂质还会造成孔板截面的冲刷腐蚀。这会影响孔板直角入口边缘圆弧半径以及管内壁的粗糙度，进而影响到流量计的测量精度[5]。梁光川[6]等对孔板流量计的误差进行过估算。

1.3 管网老化导致的泄露

管道由于老化可能会产生泄露，目前很多正在运行的天然气主干管道服役时间已经超过20年。加之天然气管网具有点多面广的特点，管网那个的接头、阀门、法兰等管网设施都有一定程度的腐蚀和老化，导致很多连接处都会出现漏气现象，由于这些原因所导致的输差是难以估计的

2 输差的分析方法

2.1 计量先行法

分析天然气输差最直接简单直接有效的方法就是进行仪表分析即计量先行法。相对于漏气、跑气等，计量仪表所造成的输差比较隐蔽。而且由于仪表问题造成计量不准，产生输差的可能性远高于跑气、漏气。除此之外，处理计量仪表相对比较容易。所以，面对输差问题，应首先考虑计量先行法。

2.2 瞬间流量平衡法

作为合格的计量人员应具备及时发现和解决问题的能力。如果某一个小区域出现计量误差，例如某分输站输差大，应首先检查校准计量仪表，然后进行封装，计算每一台流量计的瞬时流量，进行现场流量平衡。如果不在范围之内，继续寻找其他可能原因，直到系统达到流量平衡为止。如果出现远距离输差，则需充分考虑管存的变化量，然后对输差进行比较和分析。

2.3 缩短周期法

系统的天然气输差是时间的累计形成的。目前大多数燃气公司的输差分析都是以天为单位。计算周期越短，得到的数据就会更加准确，因此在条件满足的情况下应尽可能的缩短分析周期。此外还可以引入SCADA系统来对输差进行分析和预警，找到根源。通过系统对各站的流量、压力和温度数据进行分析，就能比较准确的确定出现输差的位置和时间，以便提前做出针对性的反应，有效控制输差[7]。

2.4 量值溯源法

量值溯源法指绘制一条不确定度曲线，把测量结果以及相关测量标准联系起来。天然气的管输企业需建立预支适应的量值溯源体系。利用实时的监控值及时发现计量故障，量值溯源法不仅有利于输差考核，还能提高计量精度。

3 降低输差的主要措施

3.1 正确选用仪表，注重管道建设管理

降低输差应该从源头做起，注重测量仪表的选型工作。针对目前繁多的流量计量仪表。除去标准孔板流量计，目前都缺乏相应的标准以及规范支持。早在20世纪的30年代，孔板流量计借助国际经验实行仪表干校，后来得到广泛应用。我国制定了《天然气流量的标准孔板计量办法》（SY/T 6143-1996），提供了天然气计量的依据。所以，计量仪表首选标准节流装置，若流量变化较大，要考虑使用宽量程智能差变。二次仪表选用需考虑计算模型，尽可能的满足参比条件一致，达到SY/T 6143-1996的要求[8]。

3.2 建立量值溯源链

量值溯源链是保证计量精度的最有效手段。应该根据每台流量计的实际情况建立与之相适应的量值溯源体系。相对于计量气量比较大的孔板流量计来说，在流量计使用前或者每使用一段时间之后进行相应的实验检定和校准。为保证仪表准确度，最好实行在线实时标定。对于计量气量较小的旋进漩涡流量计和涡轮流量计来说，可在使用前和使用一段时间后进行离线标定。

3.3 加强计量数据管理

要做好管道的置换、通球扫线过程以及阴极系统测试数据的统计工作,而且定期对历史数据进行抽查来提高数据的可靠性[9]。在条件允许的情况下，尽可能的缩短分析周期。充分利用SCADA系统实现将计量数据实时远传到总调度进行输差的自动分析预警，尽早发现源头。

3.4 加强人才队伍管理

在保障计量队伍稳定的情况下，加强计量队伍的建设和人才培训，确保工作人员具备专业的计量装置安装和维护能力，正确操作计量设备，尽可能降低误差，减小损耗。

4 结 论

导致输差的原因种类繁多，应建立定期输差分析制度，应用正确的方法对输差产生原因进行正确分析，搜寻问题产生的根源，采取适当的的整改措施，从而有效控制输差，保障企业的应有利益和稳定发展。

［1］阎光灿. 世界长输天然气管道综述[J]. 天然气与石油, 2000, 18(3): 9-19.

［2］陈庭煌, 杨晓宁, 王玲, 等. 天然气输差问题的分析[J]. 油气储运, 2003, 22(1): 39-42.．

［3］王力勇, 宋春慧. 天然气长输管道输差控制与分析[J]. 油气储运, 2007, 26(4): 44-47.

［4］ 张书丽, 尤永建. 天然气输差的产生原因及降低途径[J]. 天然气与石油, 2006, 23(3): 20-22.

［5］文其志, 刘选新, 宋敬涛, 等. 民用天然气输差分析及其对策探讨[J]. 重庆科技学院学报: 自然科学版, 2005, 7(2): 34-37.

［6］ 吴斌, 刘明亮. 天然气计量与输差控制[J]. 仪器仪表标准化与计量, 2006, 2: 32-34.

［7］岑康, 杨炬, 李薇, 等. 天然气输气干线输差的影响因素及其控制措施[J]. 工业计量, 2008, 18(4): 37-41.

［8］陈庭煌, 杨晓宁, 王玲, 等. 天然气输差问题的分析[J]. 油气储运, 2003, 22(1): 39-42.

［9］秦王丹, 谢毅. 天然气计量输差问题及对策研究[J]. 科技资讯, 2012 (35): 81-81.

Analysis and Control of Measurement Error of Natural Gas Pipeline Transportation

WU Guan-cheng
（PetroChina Gas Marketing Company, Beijing 100028，China）

Natural gas has become main energy of the world, and its transportation mainly relies on pipeline. There is always measurement error in natural gas pipeline transportation, the measurement error will affect energy utilization rate. In this article, causes of the measurement error were introduced, including reference conditions and instrument problems. The analysis methods to solve the measurement error were put forward as well as control measures of the measurement error.

Pipeline; Measurement; Instrument; Measurement error

TE 832

： A

： 1671-0460（2015）05-0975-03

2014-11-13

吴冠澄（1988-），男，初级工程师，2010年毕业于中国石油大学（北京）油气储运专业，研究方向：天然气销售结算的计量。E-mail：wuguancheng@vip.qq.com。