燃气仪表计量输差产生的原因分析及应对策略

燃气仪表计量输差产生的原因分析及应对策略

王志奇

河北华通燃气设备有限公司河北邯郸056000

摘要：随着我国能源行业的快速发展以及气代煤趋势的不断推进，天然气的普及应用愈来愈加广泛。对于燃气经营企业来讲，做好燃气管理工作，确保为用户提供可靠、稳定的燃气是首要任务。而在燃气企业经营管理工作中，如何通过有效的计量管理而减小燃气计量输差是一重要环节。文章首先分析了天然气计量输差成因，然后在此基础上提出了减少天然气计量输差的对策，希望能为燃气企业有效降低燃气计量输差、提高企业的经济效益有所帮助。

关键词：燃气计量；计量输差；管理

前言

总之在天然气计量过程中导致计量输差的原因是多方面的，计量输差过大会严重制约企业的经营发展，甚至会给企业造成一定的安全生产隐患。不管是对天然气井生产能力的判断工作，还是燃气供需双方的结算工作都离不开燃气的精确计量。然而在实际情况中，因为受各种因素的影响，会导致燃气计量输差，燃气计量输差不仅会影响企业的经济效益，而且会影响企业的安全生产，所以，企业要采取适当的措施将气量输差控制在合理的范围内。

1.超声波燃气仪表

超声波燃气仪表的主要结构包括：表壳、嵌入式系统、超声换能器等。根据检测信号的原理，超声波燃气表可分为时差式、相位差式、频率式、波束偏移式、多普勒式等类型的仪表，其中，时差式仪表具有计量精度高、抗干扰能力强等诸多优点，因此，长距离天然气管网多采用时差式超声波燃气仪表。超声波燃气仪表按照声道数量可分为单声道式和多声道式，但不论是单声道式，还是多声道式，二者的原理相同，即声波在管道中的天然气中传播时，若是在顺流的方向中传播，则超声波传播的速度会增大，若是在逆流的方向中传播，形式的燃气仪表工作的原理是：在一定的时间内，对流经封闭管道横截面的天然气的体积流量进行计量，从而获得计量数值。在我国，超声波燃气仪表和涡轮式燃气仪表是主流的天然气计量仪表，因此，需要重点对这两种燃气仪表的计量输差进行分析。

2.超声波燃气仪表计量输差产生的原因分析

超声波燃气仪表计量输差产生的原因主要有两个，分别为内部原因和外部原因。

2.1内部原因

a.超声换能器的安装位置不当；

b.超声换能器和其它电子配件的质量及精确度达不到设计要求；

c.对超声波传播时间及天然气平均流速的采样周期设置不合理；d.仪表在使用之前没有对仪表进行校准；

2.2外部原因：

a.管道内天然气的气流速度分布不均；

b.管道内天然气的温度梯度分布不均，使超声波的传播路径发生偏移，因此会使传播时间差产生一定的误差；

c.天然气管道因气流脉动发生振动，管道振动又引发超声波燃气仪表振动，导致仪表产生较大的计量误差；

d.电磁信号干扰。外界电磁信号会对超声波信号的强度造成影响，对正常的计量信号造成干扰，从而降低了计量精度；

e.天然气管道内存在固体和液体杂质。由于固体和液体杂质的存在，会使管道内天然气的密度发生变化，超声波信号在传播中就会由于气体密度的变化而产生失真。如果杂质含量过多，就会在仪表的表体上形成结垢，或者对仪表产生腐蚀，严重降低仪表的精度。

2.3涡轮式燃气仪表

2.3.1涡轮式燃气仪表的结构及工作原理

涡轮式燃气仪表的主要结构包括：可转动计数器、高频信号发生器、表体、油泵、涡轮传感器、整流翼等。其中涡轮传感器采用的是多叶片的转子（涡轮）来检测管道内天然气的流速，涡轮将转速转换为电流信号，流量越大、涡轮的转速就越大，电流就越大，从而推导出管道内天然气的流速或者总流量。

2.3.2涡轮式燃气仪表计量输差产生的原因分析

涡轮式燃气仪表计量输差产生的原因主要有：

a.涡轮轴承的摩擦力增大，致使涡轮的转速降低，从而产生计量误差；

b.管道内天然气的粘度发生变化，致使涡轮的转速受到影响，影响其计量精度；

c.管道内天然气的密度发生变化，致使涡轮燃气仪表在同一质量流量下显示的数值不同，从而产生了计量误差；

d.管道内天然气的温度或者压力发生了变化，致使涡轮燃气仪表的材料发生热胀冷缩，仪表的几何尺寸发生变化，导致其转速也发生变化；

e.管道内天然气含有过多的杂质，引起涡轮的轴承磨损严重，导致其转速降低，或者有杂质进入到轴承的缝隙中，导致转速降低。这些因素都会使仪表显示的数值不准确。

f.与超声波燃气仪表相同，涡轮式燃气仪表也会受到管道内气流脉动的影响，致使涡轮仪表的几何尺寸发生变化，引起一定的计量误差。

3.减少天然气计量输差的措施

3.1做好计量仪表的管控工作

第一，要做好燃气计量仪表的选型工作。在选择仪表型号时，要对燃气用户的实际用气负荷、用气峰值等参数进行严格的监督，结合所获取的准确参数来确定设计流量，然后在此基础上选择规格型号合适的流量计。

第二，在安装流量计时严格参照说明书，尽量将仪表安装在干燥通风、没有油烟的位置处，并且要在仪表前段安装过滤器，防止仪表发生堵塞。

第三，在使用孔板型差压式流量计时要升级压力变送器、定值节流件等部件，以此来改善仪表的计量精度，此外还可以考虑使用气体超声流量计或涡轮流量计来代替孔板流量计。第四，要建立健全燃气计量检测体系。要对计量仪表、装置进行定期检查与维保，及时处理仪表故障，并且要请专业检测机构对仪表进行定期检验，对于不符合标准的计量仪表要进行校对或更换。

3.2制定输气系统防漏措施

针对因天然气管输系统泄漏而引起的燃气计量输差，可以从以下方面着手制定防漏措施：

（1）对天然气输配相关工艺流程以及输气干线进行精细化设计，使燃气管输工艺更科学合理，减少因天然气运输管网破损而导致的燃气泄漏。

（2）在进行燃气管线及相关零配件的安装、焊接过程中，燃气企业要对相关材料进行严格把控，并对安装人员进行施工前考核，尽量提升管输系统的安装质量。

（3）对管输系统全面查找漏点。在管道暂时停用的时候，通过对管网进行分段测压来查找泄漏点；并且利用检测仪器对管网的阀门处、计量设备安装处、场站内所有法兰连接部位进行漏点查找，一旦发现异常及时予以处理。

3.3做好天然气管道内的气体监测工作

管道内天然气的气质发生变化时，会影响燃气仪表的精确度。由于天然气不能保证绝对纯净，可能会含有固态或者液态杂质，因此，需要加强对管道内天然气气质的监测工作，同时要定期清理燃气仪表，做好燃气仪表的维护与保养工作。对于多气源的远距离管道天然气，需要在临近各个燃气仪表的适当位置设置气质采集装置，并定期对气质进行采样，在气质变化范围较大的位置，应缩短采样周期。

3.4做好天然气管道内的杂质过滤工作

应该定期清理天然气过滤器，务必要将管道内的固态杂质和液态杂质清理干净，并及时更换过滤网。

3.5加强对燃气仪表操作人员的培训工作

天然气企业应该设立一支专业技能过硬，专业知识丰富的燃气仪表操作人员队伍，为他们培训有关天然气计量、燃气仪表的使用、及减少燃气仪表计量输差的相关知识，提高操作人员的知识量和技术水平。

结论

综上所述，燃气仪表计量输差是天然气企业运营过程中的一个难题，如何控制燃气仪表的计量输差已经成为学术界中的一个研究热点，因此我们必须对此高度重视，对引起燃气仪表计量输差的原因进行认真分析，从而提出应对策略。此外，我们还应积极学习国内外的各种先进技术和好的经验，从而不断提升燃气仪表的管理水平，进一步降低燃气仪表计量输差，提高天然气企业的经济效益。

参考文献：

[1]胡浩.天然气计量管理计量仪表与输差控制浅述[J].化工管理，2018，No.486（15）：25.

[2]徐敏敏.加强计量管理降低燃气计量输差的探讨[J].石化技术，2017，24（10）：153.