天然气管输计量输差的成因及其控制措施

中国科技博览 / 2018年10月12日 20:22
王俊峰+刘富新[摘要]采取有效措施控制计量输差业已成为天然气管输环节日渐重视的重点工作之一,对于控制输气成本、保障油田生产效益具有十分积极的意义。为此,本文从计量装置失准、选型不当、人为因素和输气环境四

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王俊峰+刘富新

[摘 要]采取有效措施控制计量输差业已成为天然气管输环节日渐重视的重点工作之一,对于控制输气成本、保障油田生产效益具有十分积极的意义。为此,本文从计量装置失准、选型不当、人为因素和输气环境四方面分析了天然气管输计量输差的主要成因,并就控制管输计量误差提出措施建议。

[关键词]天然气;管输计量;输差控制

中图分类号:TE832.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)05-0009-01

1 天然气计量及计量输差概述

流动物体流量可用单位时间内流过特定横截面的质量、体积或者能量来计量。从理论上讲,只要输送天然气的过程中没有发生管道泄漏,那么天然气输出和输入的交接计量应当同天然气管道输送过程中计量仪表测定的中间计量相同,而两者之间出现的差值则为管输天然气的输差。在实际流量计量工作中,尽管管道泄漏事件发生概率较低,但在无泄漏的情况下交接计量和中间计量仍然存在差值,该差值是由仪表计量误差所产生的,当中间计量值大于交接计量值时,就会形成输气量越来越多的“管道产气”现象,因此由管道泄漏造成的输差被称作漏失输差,因仪表计量形成的输差则称为计量输差。

2 天然气管输计量输差的成因分析

2.1 仪表计量装置失准产生的计量误差

仪表计量装置在运行过程中会因工况的变化而出现计量失准的现象,不同的仪表计量装置在相同工况下出现的失准情况也会有所不同,测量数据或高或低。以涡轮流量计为例,目前该流量计广泛应用于天然气集输中转站测量流量的工作中,在长时间的运行过程中,倘若该计量装置轴承被管输天然气所含的杂质污染,便会加大轴承与腔体之间的动摩擦力,致使计量数据会比实际流量延时而产生计量误差;以孔板流量计为例,该装置的失准主要是由自身的未定系统误差造成,即实际测量误差的大小和符号难以确定,因而孔板流量计测量数据时通常要在读数基础上加减误差限来确定。

2.2 计量装置选型和安装不当造成的计量误差

仪表计量装置的型号是否与天然气管道输送实际条件相匹配直接决定了计量误差的大小。如果在选择仪表计量装置时,参考了不准确甚至错误的参数,例如用气负荷、管输压力、高峰低谷时的用气量等等,那么将会直接导致计量装置选型不当,在实际运行过程中量程与实际输气量相比过大或者过小,造成测量数据与实际状况存在较大差距。

2.3 人为因素造成的计量输差

从主观因素出发,某些单位为了自身利益而在计量过程中人为进行干预加大误差的现象屡见不鲜。输气单位通常选用孔板流量计作为输气流量的计量装置,此类流量计属于间接数据测量装置,不能直接读取流量数据,而需经过一次差压、二次取压、三次模数转换、四次流量积算之后,加减未定系统误差才能最终获得流量数据,而未定系统误差通常是在1%~1.5%的误差限内浮动,这就给上游输气单位计量数据带来了一定的操作空间,加之不同工况下采用此类计量装置测量流量时还要人工输入相关数据用于运算,因而上游输气单位经常为了自身利益而在允许范围内选择更为有利于自己的参数,从而造成上下游計量产生误差。

3 天然气管输计量输差的控制措施

3.1 完善计量流程,优化计量方式

完善计量流程,优化计量方式,将仪表计量装置失准产生的计量误差降至最低。首先,在完善计量流程上必须做好交接气量和中间气量的对比计量工作,尽可能实现对输差的实时对比监控,通过实时数据的采集及时为输差分析和控制提供依据。如果硬件达不到全程实时对比监控的要求,最低限度也应当分段、分区间建立实时对比计量机制,以便对输差出现的区域进行准确定位,及时分析输差的成因,并利用适用的标准器对出现输差的区域计量装置进行值溯源、量值传递和仪表的校准检测,发现计量装置失准时必须及时进行更换,同时每年应当对运行时间较长的仪表作出适用性分析,对于落后的仪表必须及时淘汰、更新,最大限度地将仪表计量装置失准产生的计量误差降至最低。

此外,我国目前仪表计量标准体系和计量技术较国际水平相比仍然处于相对较低的位置,尤其是目前以体积计量进行交接结算的计量方式不能体现对天然气资源的合理利用。

3.2 科学合理地选择计量仪表型号

科学合理进行计量装置选型是控制管输天然气计量误差的有效措施之一,为此在选型时应当充分考虑计量装置的五要素,即安装条件、安装环境、性能状况、流体特性和成本费用,采取“三步走”的选型方法。首先,从输气管线的管径和振动情况、安装计量装置的空间和配套设施等角度来分析计量装置的安装条件,从管道所在地域常年不同季节的外界温湿度、外界电磁或震动干扰情况等因素分析计量装置的安装环境,从计量装置的测量精度、测量范围、压力损失数据及输出信号特征来分析计量装置的性能状况,从管输压力、温度和管输天然气的组分构成、化学性质等方面来分析计量装置是否能够满足管输气体的流体特性,从装置购买价格、耐用性和后续维修保养费用双方面考量计量装置的性价比以达到成本控制的目的;其次,再充分考量上述因素后,初步锚定出一部分比较适合的计量装置型号;最后,对初步筛选的计量装置型号的优劣性进行一一列举,加以细致对比和考证,选定最终的计量装置。

3.3 大力开展培训持续提升工作人员素质

有效降低人为因素带来的计量误差就必须大力开展培训,持续提升管输天然气计量及相关专业工作人员的专业知识水平和职业道德素质。一方面,通过培训学习使管输天然气计量及相关工作人员掌握观察、分析和控制输差的专业知识,例如对比分析温度、压力补偿的方法,常用计量装置的型号、性能、适用条件、优缺点及使用和读数方法,修正仪脉冲、温度压力传感器的观察等等;通过实习演练让计量及相关工作人员掌握计量工作的流程及流程各节点工作中控制输差的重点内容,从而将计量输差控制能够贯彻到天然气管输全过程之中。另一方面,在培训的同时加强职业道德教育,并且通过开展小知识、小竞赛等活动营造良好的企业文化,增强工作人员主人翁责任感,同时加强对计量相关工作人员的考核,最大限度防止因私而人为干预加大误差的现象以及防止工作人员因疏忽大意未能及时对输差分析提供准确数据及完成输差控制工作。

参考文献

[1] 段贵权.天然气计量管理计量仪表与输差控制探讨[J].硅谷,2013(6).

[2] 杨康.天然气计量中的常见问题及对策[J].化工管理,2014(8).endprint

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