摘要:結(jié)合石油天然氣行業(yè)2的4***新實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)sy/t6143一2儀辮對(duì)長愉天然氣管道供氣單位與用戶雙方氣童交接中的孔板流量計(jì)計(jì)1誤差進(jìn)行了一些分析;其次,通過一定量的計(jì)算,分析了孑l板流童計(jì)計(jì)童中各參數(shù)和變童對(duì)計(jì)童誤差的影響,并對(duì)誤差大小做了一個(gè)粗略的佑算;***后,結(jié)合所做的誤差分析,從個(gè)人角度對(duì)孔板計(jì)童裝里的合理設(shè)置談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí),供同行業(yè)參考,探討。

　　目前,世界范圍內(nèi)大多數(shù)天然氣經(jīng)過脫硫、凈化處理后大都采用長距離管道的方式進(jìn)行輸送,并采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來計(jì)量。孔板流量計(jì)在天然氣管道上的應(yīng)用相對(duì)來說是比較成熟可靠的。但是,在我們實(shí)際工作當(dāng)中,供氣方和用氣方在氣量交接中往往存在一定的輸差,有時(shí)甚至輸差很大。所以,天然氣輸送的正確計(jì)量不得不成為我們深人細(xì)致研究的問題,以減少供需雙方之間的經(jīng)濟(jì)損失和不必要的矛盾。

1、問題的提出：
　　現(xiàn)以某供氣單位和某用戶氣站為例,分析長期以來雙方在氣量交接中所存在的計(jì)量誤差。供氣方采用二路供氣,2臺(tái)“damel”孔板流量計(jì)所計(jì)量的輸氣量作為主計(jì)量,用戶方的2臺(tái)“damel”超聲波流量計(jì)(精度優(yōu)于或等于0.5級(jí))所計(jì)量的輸氣量為監(jiān)督。工作中我們發(fā)現(xiàn),雙方計(jì)量的輸氣量之間存在著較大的輸差,供氣方的孔板流量計(jì)每日計(jì)量的輸氣量比用戶方每日計(jì)量的輸氣量多1.5xlo`m,一2.5xl0`m,,按每日平均輸氣2.5xlo6m,一2.6x一o6m,計(jì)算,相對(duì)輸差基1%。雖然存在一定輸差,但在標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的基1%范圍之內(nèi),用戶方?jīng)]有太大的爭議。
  但從今年4月開始,供氣方的計(jì)量與用氣方的計(jì)量誤差突然增大,相對(duì)輸差增加到5xl少澎左右;日***大達(dá)到64461擴(kuò),相對(duì)輸差>2.4%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了gb/t18603一201《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》中所規(guī)定的“計(jì)量貿(mào)易交接系統(tǒng)準(zhǔn)確度定級(jí)符合a級(jí)(0.1)標(biāo)準(zhǔn)”,即貿(mào)易交接誤差應(yīng)基1%。此現(xiàn)象給用戶造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)這一現(xiàn)象,為了找出雙方計(jì)量誤差產(chǎn)生的原因,雙方查閱了大量關(guān)于天然氣計(jì)量、自動(dòng)化儀表控制、天然氣流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等方面的技術(shù)資料,并對(duì)雙方流量計(jì)及工藝流程進(jìn)行了一系列現(xiàn)場實(shí)地考察和驗(yàn)算后發(fā)現(xiàn),供氣方的孔板流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)中部分參數(shù)設(shè)定不合理,流量計(jì)孔板使用不標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;經(jīng)雙方商議后,對(duì)方將系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了修改,同時(shí)更換了計(jì)量孔板,此后的一個(gè)多月中,雙方輸差較低降為0.37%,而且一直保持在1%以下。(雙方計(jì)量誤差的計(jì)算數(shù)據(jù)限于篇幅和商業(yè)機(jī)密從略)。下面主要對(duì)計(jì)量誤差存在的原因及避免和解決辦法,做粗淺的分析,僅供參考。

2、輸差產(chǎn)生原因的分析：
  在真實(shí)的天然氣計(jì)量過程中，許多參數(shù)(如:壓力、溫度、流量等)都是不斷變化的，所以，天然氣計(jì)量系統(tǒng)通常采用計(jì)算單位時(shí)間(如:秒、分)級(jí)的瞬時(shí)流量，然后累計(jì)得出日(周、月、年)的輸氣量，但此過程非常復(fù)雜，計(jì)算量相當(dāng)于天文數(shù)字，通常采用程序和計(jì)算機(jī)來完成;對(duì)于我們?nèi)斯さ挠?jì)算，也只能采取選用各參數(shù)的日平均值，經(jīng)有限次的計(jì)算后得出輸氣量的大概值。
   下面是天然氣流量的計(jì)算公式和參數(shù)，各參數(shù)的計(jì)算精度;見表1。

2.1、天然氣在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的體積流流計(jì)算公式:

    天然氣計(jì)量誤差的計(jì)算是非常困難的，也是極其復(fù)雜的，基本上沒有一個(gè)定量的概念，大多數(shù)只能做定性分析。所以在此僅從以下幾方面對(duì)造成雙方輸差的原因做分析:
2. 2、壓力對(duì)輸差的影響：
2. 2. 1、當(dāng)?shù)卮髿鈮簩?duì)輸差的影響：
  不同的地區(qū)由于海拔高度不同，大氣壓力也不相同，一般標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓為0. 0981 MPao假如所在地區(qū)大氣壓為0. 0890MPao而系統(tǒng)計(jì)算軟件中當(dāng)?shù)卮髿鈮喊礃?biāo)準(zhǔn)的0. 0981 MPa參數(shù)代人來計(jì)算流量，是不行的，經(jīng)估算，這樣會(huì)使雙方的輸差增大約0. 5 %。
2.2.2、差壓對(duì)輸差的影響：
  差壓計(jì)長時(shí)間工作后，其內(nèi)部的霍爾元件會(huì)發(fā)生微小的形變，造成儀表的零點(diǎn)飄移(可正可負(fù))。
  我們以量程為60000Pa的差壓計(jì)為例來作一估算:    差壓計(jì)的輸出為4mA – 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，如果差壓計(jì)的零點(diǎn)飄移為千分位上的0. 001，則所測得的差壓值發(fā)生的變化為:    △=60 000[(20一4 ) x 100!二3. 75 Pa    如果將這一誤差代人到公式中計(jì)算流量，對(duì)流量所造成的誤差是巨大的，而且會(huì)直接嚴(yán)重影響到雙方計(jì)量的輸差。況且，零點(diǎn)飄移實(shí)際上很可能比0. 001大許多倍。    所以，為了避免零點(diǎn)飄移對(duì)計(jì)量造成重大影響，必須定期對(duì)差壓計(jì)進(jìn)行零點(diǎn)的校驗(yàn)。
2. 3、溫度對(duì)輸差的影響：
  計(jì)量過程中，溫度對(duì)流量計(jì)所計(jì)量的天然氣流量也有著非常大的影響，如果雙方中的某一方溫度變送器測量的溫度不準(zhǔn)確，在其它情況相同的條件下，溫度每相差1°C，計(jì)量的輸氣量相差約0. 5%。所以，定期對(duì)溫度測量裝置的校驗(yàn)也是非常有必要的，以減少輸差。

2. 4、不同的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：
  對(duì)輸差的影響假如計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)算軟件中采用了不同的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)SY/T6143 -2004與SY/T6143一1996來計(jì)算天然氣的相對(duì)密度Gr、流出系數(shù)C和壓縮系數(shù)Fz，對(duì)于輸差的影響也是非常大的，三者分別相差約0. 15 % ,0. 5%和0. 75 %。
   在此不得不提到的一點(diǎn)是，天然氣的相對(duì)密度Gr與天然氣的組分密切相關(guān)，而管道中的天然氣組分時(shí)刻都在變化，相對(duì)密度Gr的值也隨之不斷的變化。因此，應(yīng)采用由組分分析儀實(shí)時(shí)采集后經(jīng)計(jì)算軟件算出的值參與計(jì)算，而不是由人工周期性輸人的值來進(jìn)行計(jì)算。如果管道內(nèi)的天然氣的組分不穩(wěn)定，那么對(duì)輸籌的影響是非常大的。

2. 5、附加誤差造成的影響：
  標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置在使用現(xiàn)場，其實(shí)際測量誤差往往超過基本誤差，根本原因就是現(xiàn)場使用條件比實(shí)驗(yàn)室條件復(fù)雜的多，流量公式中的兩個(gè)變量C,。和三個(gè)實(shí)測值d.P,OP，在現(xiàn)場使用條件下都可能產(chǎn)生附加誤差，因此，附加誤差是不可避免的，但是我們可以通過以下手段努力去降低附加誤差:    (1)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)等工作;    (2)加強(qiáng)計(jì)量管理，加強(qiáng)對(duì)計(jì)量裝置、儀表、管路等檢查、維護(hù)、保養(yǎng)、檢定;    (3)避免出現(xiàn)故障狀態(tài)或不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)量運(yùn)行狀態(tài)。

2. 6、設(shè)計(jì)、制造和安裝對(duì)輸差的影響：
   (1)孔板流量計(jì)的安裝及現(xiàn)場工藝管線的安裝應(yīng)完全符合標(biāo)準(zhǔn)SY/T6143一2004或SY/T6143-1996中的要求。
   (2)計(jì)算軟件的計(jì)算公式中，測量管直徑D和孔板直徑d應(yīng)用檢驗(yàn)證書上的實(shí)測直徑，而不應(yīng)該用出廠時(shí)的標(biāo)稱直徑，尤其是孔板直徑，一定要使用實(shí)測值，否則，計(jì)算后所產(chǎn)生的誤差是非常大的。    經(jīng)估算，測量管直徑相差lmm，***終計(jì)算出的氣體流量相差約0. 25%;而孔板的直徑相差lmm，則造成的誤差將會(huì)更大。
   (3)測量管直徑D和孔板直徑d的確定應(yīng)該遵循"(3 ,0.1,0. 75的范圍內(nèi)”這一原則，否則會(huì)造成孔板前后差壓過大或者過小。
   (4)孔板下游氣流的靜壓和孔板上游氣流的靜壓之比應(yīng)大于0. 75，即孔板前后的差壓值不可過大，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)估算過，差壓值的誤差對(duì)計(jì)量的影響非常之大。
   (5)各現(xiàn)場儀表應(yīng)工作在量程范圍的10%一90%內(nèi)，更不能超量程工作，否則很難保證儀表的測量準(zhǔn)確度。
   (6)供需雙方流量計(jì)計(jì)算的精度不同，主要體現(xiàn)在流量計(jì)算機(jī)處理器的性能和計(jì)算程序在數(shù)據(jù)處理過程中所保留的有效位數(shù)兩方面。建議采用32位或更高性能的處理器并按照經(jīng)驗(yàn)值表或SY/T6143一2004中的數(shù)值修約方法來規(guī)范數(shù)據(jù)處理的精度。
   (7)由于各現(xiàn)場儀表的靈敏度有限，控制系統(tǒng)每次對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集也存在一定的時(shí)間間隔，所以，下游用戶應(yīng)盡可能的保證平穩(wěn)用氣，盡量避免用氣量在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)。

3、建議：
  從上面的分析可知，天然氣計(jì)量過程中出現(xiàn)誤差是在所難免的，而且有許多是不可避免的誤差。所以供需雙方都應(yīng)本著誠信友好的態(tài)度，面對(duì)問題協(xié)商解決，努力將誤差降至較低。對(duì)孔板流量計(jì)計(jì)量過程中氣時(shí)孔板上下游的差壓超限工作，出現(xiàn)計(jì)量誤差。
  造成誤差的現(xiàn)象采用如下幾點(diǎn)建議:
3. 1、軟件方面  ：
 (1)計(jì)算軟件中大氣壓參數(shù)的設(shè)定應(yīng)盡可能以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闇?zhǔn)，而不應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0. 0981 MPa;  
 (2)計(jì)算軟件中計(jì)量的測量管管徑應(yīng)以實(shí)測值為依據(jù)，而不應(yīng)用標(biāo)稱值;
 (3)計(jì)算軟件中天然氣的相對(duì)密度***好能采用實(shí)時(shí)采集并計(jì)算出的值，盡可能少采用周期性計(jì)算并由人工輸人的方式。
3.2、孔板孔徑和差壓計(jì)方面：
  現(xiàn)舉例說明:假如某站計(jì)量測量管和孔板的實(shí)測直徑D和d分別為198. 45 mm和147.455 mm，這使得p=d/D = 0. 743 ,已經(jīng)非常接近標(biāo)準(zhǔn)中“p)0. 10 , 0. 75”規(guī)定的上限，很難保證在計(jì)量過程中不產(chǎn)生附加誤差。所以建議，應(yīng)將計(jì)量孔板由實(shí)測孔徑為147.466~更換為孔徑為133.693~的標(biāo)準(zhǔn)孔板(此時(shí)，日值減小到0.674)。這樣可保證計(jì)量的準(zhǔn)確性;減少誤差。
   另外，假如采用雙路供氣，供氣方和使用方根據(jù)各自實(shí)際情況，二路流量計(jì)孔板的采用、參數(shù)設(shè)定應(yīng)按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)盡可能保持一致，并采用同量程的差壓計(jì)，避免單路供氣時(shí)孔板上下游的差壓超限工作，出現(xiàn)計(jì)量誤差。4結(jié)語      經(jīng)過分析和努力，我們基本掌握了***新標(biāo)準(zhǔn)  SY/T6143 – 2004中所規(guī)定的孔板計(jì)量天然氣流量的了方法。通過一定的計(jì)算，對(duì)供氣和用氣雙方存在的輸  差問題作了一個(gè)粗略的判斷，知道了輸差存在的原因，:使我們在工作當(dāng)中盡量使誤差減少到***小。但是，天I然氣計(jì)量系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜且存在許多不確定因素  的系統(tǒng)，誤差在所難免，希望供需雙方能本著誠信友好  的合作態(tài)度，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題并協(xié)商解決。