天然气流量计量装置精度影响分析与研究

任基文杜云黄焕全方海(．中国石化西南油气分公司， 广西 田东 53599；．中国石化西南油气分公司广西采油厂人才工作室， 广西 田东 53599)

天然气流量计量装置精度影响分析与研究

任基文1杜云2黄焕全2方海2(1．中国石化西南油气分公司， 广西 田东 531599；2．中国石化西南油气分公司广西采油厂人才工作室， 广西 田东 531599)

针对目前天然气计量方面普遍存在的问题，展开对计量精度影响因素方面研究。根据我国天然气计量发展轨迹，对精度影响较大的因素主要有：介质压力、温度、外界环境温差以及计量技术，同时提出了不同天然气计量方法，对其进行工作原理分析。天然气自动化、远程化是天然气计量今后发展的方向，应投入更多的资源，大力发展天然气能量计量技术，合理制定技术人员操作规范，提高管理人员天然气能量计量方面技能，才能保证天然气保质保量运行，从根本上解决计量问题，从而推动我国天然气工业健康、平稳、高速向前发展。

天然气；计量装置；精度；研究

我国对天然气需求很大，作为一种不可再生资源，供应双方应该秉承公平、合理交易原则，不可缺斤少两，从而对现有的天然气流量计算装置提出了更高的要求，务必要提高计量精确度，天然气精确计量方面研究早已在输气公司开展起来[1-3]，天然气在计量技术不完善，往往会导致计量系统出故障，维修费用极高，在盲目追求利益的驱动下，损害了广大用户切身利益的同时，造成了更大的企业负面影响，因此，对天然气计量仪器技术的要求更高，融合计算机自动化技术可以促使计量精度有所提高，以天然气能力计量的方式进行交易，可以保证交易双方公平合理性，将计算机技术和计量方式完美融合，才能确保天然气计量合理、公平[4]。

1 天然气流量计量精度影响因素

1.1 介质压力、温度

压力与温度的变化，容易引起天然气状态变化，气体体积在计量标准状态下，根据介质材料温度和压力，结合实际天然气运营情况，合理调准天然气标准范围，可以有效降低计量偏差。在北方，冬夏温差大，天然气流量计量误差范围3%～8%，倘若未制定介质压力和温度计量规范，燃气公司会有一定程度损失，对供气方不公平[1-4]。

1.2 环境温度

计量环境温度变化，精度会降低，长时间处于温度不稳定状态会导致仪器出现问题，计量装置中有一种仪器为流量传感器，是一种热膨胀性材料制成的，流量传感器对工作环境温度的变化感知很灵敏。计量环境温度很低时，天然气计量会较慢，计量误差也会较大，一般为正常计量值的2．6～3．9倍，表明工作环境温差变化对计量仪表计量精度影响较大。

1.3 操作技能

对计量工作的规范化、系统化管理可以提高工作人员操作水平，避免人为导致计量偏差。要对从事流量计量工作的人员加强技能培训和学习，提高计量队伍整体综合水平，首先，要了解计量仪表性能，检测不同压力和温差下仪表流量，根据工作环境选择型号、性能合适的计量仪器；其次，对操作人员进行安装培训，特别要了解计量器的工作原理，避免因人为操作不当导致计量仪器安装不对，引起较大的计量偏差。针对上述问题，要加强对工作人员技能培训，普及天然气流量计量误差知识，掌握计量装置工作原理，才能有效避免燃气公司天然气输送运行状态安全。

2 天然气流量计量方式

天然气流量计量方式很多，从计量需求和测量原理来分析，测量原理大致分为5类。分别是容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等方式，分别具有不同的计量原理，计量器的组成结构也有所不同，根据不同的工作需求以及对测量介质的要求，选取合适的计量方式。以容积式、速度式、差压式为例来分别阐述。

2.1 容积式流量计

容积式流量计由两个空间体组成，一个大空间和旋转体割成的若干个小空间。旋转体在压差下进行转动，天然气通过小空间被排出，在运行工作中，记录旋转体转动次数，在一定时间内，根据转动次数和小空间的体积流量，求出流量体积量。计算公式如下：

q=n·V

式中：q为体积流量，m3/s；n为转动次数，周/s；V为定时间

排出流量体积，m3/时间。

2.2 差压式流量计

差压式流量计是在伯努利方程和流体连续性方程基础上设计而来，工作原理为节流原理，在节流管件前后产生压差，流量的平方与压差成正比关系。差压式流量计计算公式如下：2.3 速度式流量计

速度式流量计主要有：涡轮流量计、涡街流量计、旋进涡轮流量计、时差式超声波流量计。结合介质流动速度，得出流量大小。由于实际运行工作中，压力和温度随着实际计量环境会有所变化，可以通过配置压力计、温度计、流量仪器，补偿工作环境中温度和压力变化，减小计量偏差，提高气体流量计量精确度，倘若在气体流量计上再配置一台在线色谱仪，可以通过对混合气体组分分析，来获取发热量、气体密度、气体压缩因子等参数信息，弥补计量过程中计量偏差。

天然气能量计量器一般会配置发热量测定仪器。能量计算器是集合不同配套前沿技术、计量标准、操作规范于一体，从目前我国天然气贸易计量体系和标准基础上改进过来，目的是降低天然气计量系统缺陷，改进检测方法和标准，确实在实际交易中保证计量的准确性。

图1 天然气能量计量流程

3 结语

最近我国加大了对天然气计量技术的研究投入，目前已经形成一套比较成熟的成果，随着天然气工业的发展，对天然气计量精度和方式提出了更高的要求，影响计量精度因素主要有：介质压力、温度、外界环境温差以及计量技术，同时提出了不同天然气计量方法，对其进行工作原理分析。在天然气计量方面要加强对国外先进的天然气计量技术的吸收和消化，充分发挥我国自主设计能力，研制出适合我国实际情况的计量仪器，完善相关计量标准和规范，对不同环境影响较大的地方，多开展试点运行工作，因地制宜地制定相应天然气计量管理规范和标准。

[1]陈赓良.天然气能量计量的有关法制问题[J].天然气工业, 2003;23(1):16-18.

[2]ISO/CD15112 .Natural gas-Energy determination,2000.

[3]黄黎明,陈赓良,张福元，等.天然气能量计量理论与实践[M].北京:石油工业出版社,2010.

[4]中国国家标准化管理委员会.GB/T 18603-2001天然气计量系统技术要求[S].北京:中国标准出版社,2001.

任基文(1977-)，男，贵州盘人，高级技师，中国石化西南油气分公司广西采油厂人才工作室主任，1997年毕业于贵州省贵阳市滇黔桂石油技校。