天然气计量管理中计量仪表的应用与合理控制分析

天然气计量管理中计量仪表的应用与合理控制分析

刘瑶  

延长气田采气三厂志丹双河净化厂  陕西延安   717500

摘要：在天然气管理中，计量是一个非常关键的环节，必须对不同天然气计量装置的工作原理、结构进行深入的研究，并制定出一套实用的输差控制方法。通过对天然气计量仪表种类与适用范围的分析，对其变化及其组成要素进行研究，并提出相关的建议。

关键词：天然气计量；应用；控制

引言：天然气作为一种重要的能源，在推动经济发展中起着举足轻重的作用。计量是衡量天然气生产能力的一个重要指标，其测量结果的准确性和有效性直接关系到天然气成本，对于降低天然气损耗、优化生产工艺、提高天然气质量、保证生产安全、降低成本、提高经济效益有重要作用。输差控制是实现天然气资源供给过程中损失的主要控制方法，对于提高输运效率具有重大意义。

一、天然气计量管理的计量仪表

（一）差压计量仪表

差压计量仪表的工作原理是通过测量所需要的天然气的介质而产生的静压力差来实现。在此基础上，对其进行静压差的测量，得到计量仪表的测量值。差压计量仪表的最大优点是它可以在高温、高压条件下，对各种介质具有很好的相容性，从而简化了测量工作，并能顺利地进行测量。

（二）超声波计量仪表

超声波计量仪表采用时差式计量仪表，利用两个超声波探头，一根超声波探头可以通过测量介质传递到管道的另一端，另一根用于接收超声波所产生的信号。由于第二个探测器在接收超声信号时，信号要经过一段介质，因此会产生时间上的差异，利用该时间差异，可以用超声波计量仪表的有关公式来确定计量的大小。超声计量仪表有两类，一种是外夹式，另一种是插入型。另外，由于科学技术的发展，超声波已经从单声路发展到了多声路[1]。超声波计量仪表在实际应用中，经常会因为仪器损坏而无法读出。所以，在选用超声计量仪表时，要特别留意其应用场合，避免以上问题的发生。

（三）天然气计量仪表

天然气计量仪表是比较常用的天然气测量装置。天然气计量仪表包括：涡轮计量仪表，涡街计量仪表，超声波计量仪表。天然气计量仪表具有精度高、范围广、安装方便、操作方便、压损低等优势。另外，天然气计量仪表还能实时地显示测量状态和标准体积计量，还能根据用户的需要，提供额外的脉冲，或4-20 mA的电流输出。使用天然气计量仪表时，应针对不同的需求，选用适当的天然气计量仪表。在选用天然气计量仪表时，要按照使用说明书和实际需求，避免由于厂商的广告误导而选用不适当的计量仪表。在选择天然气计量仪表时，应从仪表性能、流体特性、安装条件、环境和经济性等五方面进行综合考虑。天然气计量仪表的性能好，其测量精度高，压差低。在设计中，应综合考虑流体流向和管道布置的方向。而环境条件则是要考虑到温度和电磁干扰的影响。经济因素不能单纯地衡量其费用，还应综合考虑其损耗情况，选用价格低廉、使用寿命较长的天然气计量仪表。在天然气管道为长距离输送的情况下，应考虑使用天然气超声计量仪表、涡轮计量仪表、天然气腰轮流量计、孔板差压计等。在这些仪表中，使用最多的是孔板差压计量仪表。大约有2/3的用量。

二、输差控制

（一）输差改变及构成因素

天然气在输送过程中会有一些偏差，天然气计量的测量必须考虑管道压力的变化，管道中的天然气储量也会发生变化，而且会受计量差异的影响。影响天然气输差的因素和种类很多，与计量仪表的选择、天然气介质温度、操作压力、检测误差等都有很大的关系。随着天然气计量技术的发展，输差可以逐步得到控制，但仍不能彻底消除。

（二）输差控制方案

天然气输差的控制必须与计量仪表的组成等因素相结合。由于测量仪器的组成因素，造成的输差难以查明。天然气计量器的维修与管理，要按照计量计划的内容进行合理的设计[2]，可以采取比较曲线的方式进行管理。为了对计量仪表进行有效的维修，要及时找出问题根源，消除根源后才能恢复正常的计量。

（三）对维护管理人员的要求

当天然气计量仪表发生故障时，维修人员通过使用防静电手腕，使其可靠地进行安全的更换。在管理和维修光接口时，不能使用观测方法来处理发送器尾部纤端面和活动端面进行管理处理光接口信号时，必须对连接器和尾纤端面进行清理，还要对信号传送设备进行良好的防护，主要是解决网络拓扑结构、工作划分等问题，要做好日常计量的监督工作。

三、计量管理以及输差控制的措施

（一）选用正确的计量仪表

应选用标准节流设备，若天然气计量变动范围较大，可选用宽量程智能差型仪表，国家计量部门未发布标准的计量仪表应谨慎选用。同时，应根据天然气管道直径、运行压力等参数，选择最适合的计量仪表型号。

此外，还应优化天然气计量仪表，随着科学技术的不断进步，现代社会的许多先进的仪器都被广泛地运用到日常生活中。通过运用现代科技，可以对天然气计量器具进行优化改造，极大地降低了计量设备本身的问题，从而使仪表在最短的时间内对其进行检验和优化，从而降低计量问题。最后，建立计量仪表管理档案，要对天然气资源进行有效管理，就必须建立一个科学、完整的管理档案，包括仪表、设备、管理人员名单、检定维修记录、安装图纸、技术资料、检定证书等。计量档案的设置应当确保计量资料的准确性，从而为贸易结算提供依据，避免因计量错误过大而造成经济纠纷。

（二）借鉴国外经验，加强技术培训

为了加速改进和制定我国天然气计量体系，应借鉴国外先进技术，确保计量体系的完整性，实现统一、规范化，从而有效地解决因仪器仪表多元化而造成的误差问题。近年来，在国外，能源计量已经完全替代了传统的体积计量，而在国内，体积计量仍然是主要的。

为了加速国内的科学研究，我们提出了引进国外先进的在线气相色谱技术和计算仪表算机，并在消化和吸收科学技术的基础上，加强符合我国国情的计算系统研究。通过对我国天然气计量存在的诸多问题的分析，得出其结构特点和特殊的工作原理是问题产生的根本原因。由于仪器的长期使用，对仪器的维护和检修没有引起足够的重视，致使设备年久失修，仪器精度不断降低。因此，必须要对技术人员进行专业的培训[3]，提高其设备维修能力，最大程度地减少设备故障引起的误差。在使用天然气计量器具时，技术人员应熟悉相关的注意事项，随意安装会造成仪表内部变形等问题，造成测量结果不精确。所以，技术人员要严格按照技术规范进行安装和检验。

（三）对比曲线法与先行计量的运用

要想有效地减少天然气计量输差对天然气输送的影响，就必须对计量仪表进行质量控制。在使用中，采用先行计量的原则，采用科学的方法，减少测量误差，将输气管道按分段进行管理，以分段输差为图表，并与整个输气管道进行曲线比较，并进行曲线图对比比较，归纳出最佳的计量方案。

此外，可以选择数据跟踪法，数据跟踪法的使用方法简便，可操作性强，在输差控制方面也有较好的效果。数据跟踪方法主要是根据天然气计量数据的可传输性，对数据进行分析，以确保计量结果的准确性。利用这种方法，既能减少测量过程中的偶发误差，又能利用多组数据集，提高了计量数据的稳定性。

结语：天然气计量管理必须全面了解现行计量技术，掌握不同类型仪表的适用领域，也要了解输差的影响因素，采取行之有效的降低输差的方法，制定出输差的控制策略。计量管理人员应当创新管理方法，制定出输差控制方案，提高计量精度，持续提升企业的经济效益。从世界范围内的发展情况来看，我们在天然气计量技术方面还需要继续探索，需要广大科研工作者积极探索新的方法、新的思路，改进仪器、推动技术进步，为国家和人民谋取更大的利益。

参考文献：

[1] 单鲁维. 天然气计量仪表现场标定技术研究及应用[J]. 煤气与热力, 2020, 40(8):5.

[2] 吕泽锋, 庹浩, 解鲁平,等. 天然气输气末站计量系统误差分析及措施[J]. 油气田地面工程, 2020, 39(1):6.

[3] 司强. 天然气计量误差和能量计量方法的应用探讨[J]. 化工管理, 2020(32):2.