隨著我國天然氣的儲量和產量越來越高，人們對天然氣的計量工作和計量儀表的可靠性、穩定性、準確度的要求也越來越高。 而天然氣流量計量系統是為貿易結算提供準確數據, 避免貿易糾紛的主要方式。 一定程度的計量誤差是不可避免的，但如果誤差過大勢必會給企業造成經濟損失，因此對流量計量系統的誤差進行深入地分析將有助于將計量誤差降低在合理的范圍 之內。 所以要提高天然氣計量精度, 首先要注意天然氣計量過程中存在的各種誤差因素，同時必須保證計量儀器的準確性;其次是天然氣輸送過程與檢定過程必須保持一致, 當天然氣輸送過程中, 溫度、壓力、流量值變化很大時, 一定要進行再檢定。 只有這樣, 才能使天然氣計量的精度得到保障, 達到計量設備設計水平。

天然氣流量計量誤差產生的原因

天然氣流量計量誤差產生的原因很多, 其中包括可確定的誤差原因和不可預測的誤差原因。

1 可確定的誤差原因

(1)zui大的允許誤差

任何一種計量器具出廠時都有其zui大的允許誤差。 目前天然氣的計量器具主要為渦輪流量計、孔板流量計、旋進旋渦流量計和超聲波流量計，它們的zui大允許誤差都有所不同。

(2)儀表本身的系數

儀表的精度是由本身的系數決定的, 一旦儀表系數選定了一個適合生產環境的值, 儀表的精度也就確定了。 因此系數的變化就會直接影響儀表本身的精度。

(3)介質的影響

通常氣表檢定是離線檢定，所用的介質是空氣,它是由空氣壓縮機提供的, 雖然空氣壓縮機可以提供瞬時變化的氣流, 但是由于空氣與天然氣本身密度及膨脹系數的不同, 對氣表的壓力探頭造成的壓力效果也不同， 如旋進旋渦流量計等, 因此會造成一些誤差; 也由于離線檢定中空氣壓縮機提供的可變壓力、 可變流量氣流不如現場氣流變化的隨機性強, 也會使檢定后的氣表在現場應用中精度降低。

(4)參比條件的影響

在天然氣流量測量中, 與溫度、 壓力以及濕度(飽和狀態下)有關的“標準參比條件”的多樣性會造成很大的混淆。 由于行業或習慣的關系,貿易雙方往往規定不同的標準參比條件, 這是應該特別引起注意的。 在其他條件不變的條件下,如果標準條件分別為 101.3kPa,15℃和 101.3kPa,20℃將造成約 3%的誤差。

(5)壓力的影響

值現場輸氣管線中的氣體壓力是脈動壓力, 測量脈動壓力時, 正常來氣宜為氣表量程的 1/3～1/2,因此, 在天然氣計量過程中, 需要調整來氣閥門開關度大小, 使之滿足這一條件。 但在通常情況下，氣表壓力范圍達不到值。

(6)管道壓力、溫度等補償參數的影響

天然氣是一種大壓縮比氣體，相同流速下，不同溫、壓下天然氣換算到標準狀態的流量是不同的。如果不用溫度、壓力作為補償，引起的計量系統誤差是 比較大的。 因此在天然氣計量時，應按規范要求，作必要的溫、壓補償。特別是用于貿易交接的氣計量儀表，更應注重溫、壓補償及壓縮因子的修正。 經實際測算如果管道壓力從 20kPa 變到 25kPa， 其他條件不變時, 計量誤差為 4%;管道溫度從 20℃變到 30℃時,其他條件不變,計量誤差為-3%。

(7)天然氣組分的影響

天然氣是一種混合氣體，它含有甲烷，乙烷,丙烷等烴類組分和氮、二氧化碳等非烴類組分，其組分含量并不相同， 不同國家的天然氣組分含量也可能有所不同。 即使是在同一地區同一氣田的天然氣組成的也有差異。 因此當選用的計量方式與天然氣組分有關時，如孔板流量計，若未對計量系統進行實時的在線修正，則勢必造成很大的計量誤差。

2 不可預測的誤差原因

(1)用戶用氣結構變化

用戶出于長遠考慮，往往申購氣量大于實際用量，造成“大表小流量”的現象發生,從而造成計量誤差。

(2)介質中的雜質腐蝕等產生的附加誤差

天然氣從地層中開采出來，雖經分離，除塵和過濾，因其所含成份十分復雜，從單井計量，集氣計量到配氣計量，氣體組分各不相同，所以在使用中所受 到的腐蝕亦各不同。 特別對節流裝置，如對孔板直角人口邊緣和測量管內壁的沖刷、腐蝕尤為嚴重，這將影響孔板直角入口邊緣弧半徑 rk 和測量管內壁的相對粗糙 k/d 的規定標準， 流出系數 c 將發生變化，因而可能導致其值超出《用標準孔板流量計測量天然氣流量 SY/T 6143-2004》所給出的不確定度范圍，同時因上游測量管沉積臟物，孔板入口直角邊緣變鈍、破損，雷諾數不符合標準規定范圍，管道粗糙度影響等原因， 導致計量誤差增大。

(3)設計安裝現場與標準規范的要求不相符

按照標準規范進行安裝是保證測量高質量的基礎，但在安裝過程中偏離標準的現象卻是很常見的。以孔板流量計為例，標準規定節流裝置上游直管段內徑 D 必須實測，其偏差不大于 0.3% ，但設計中常常采用公稱通徑作為內徑值;現場安裝過程中直管段不足的現象時有發生。 總之現場偏離標準并不是個別現象。

(4)計量管理不到位

任何一種流量計量方式的長期準確運行都離不開計量人員的正確維護，如果維護不當，也將造成一定的計量誤差。 這種人為因素引起的計量誤差不僅是不可預測的，也是不容忽視的。

提高計量精度的措施

1 嚴格執行標準規范

根據誤差產生的原因，在儀表、設備的選擇、設計、安裝、使用及計算方面，必須嚴格執行標準規范，使計量裝置符合工藝技術要求。 嚴格杜絕計量儀表長期運行在下限流量的現象發生。

2 保證儀表的運行溫度

氣表工作環境受溫度條件限制, 如旋進旋渦流量計的溫度條件是在-20～55℃范圍, 只有在這個范圍內才能保障正常工作。 一旦環境溫度不適合, 尤其是冬季, 在沒有保溫措施的情況下， 氣表在環境溫度過低情況下工作, 影響計量準確性， 還會對氣表內部器件造成損壞。而且，當氣管線中天然氣溫度低于-20℃, 就超過了溫度下限， 影響了氣表的準確計量。 通常冬季采取在氣表管線旁邊增設一根冬季采暖管線措施, 并與其管線包在同一保溫層內, 此項工程造價不高, 施工方便。

3 直管段內徑與氣表內徑相一致

在部分中轉站發現，有些氣表入口直管段過細,直管段內徑小于氣表腔體內徑, 這種安裝方法本身不符合氣表安裝要求。 另外, 在這種狀況下，當中轉站產氣過多時， 氣閥門即使滿開度, 天然氣仍不能及時從細管段排走, 造成氣表入口管線內壓力逐步增加, 罐內壓力達到安全值時, 為了避免罐內憋壓,只好再打開旁通管線, 旁通沒有計量設備, 造成中轉站產氣量計量值比實際值要偏低, 也使各中轉站外輸氣總計量值與總外輸值不一致。

4 正確選擇氣表位置

現場中經常能夠從放空閥中放出大量水油混合物, 因此可知天然氣中含有大量的水和油的蒸汽,而且濕氣在管線輸送過程中壓力損失要大于干氣,氣表計量標況下, 氣流量是根據壓力、體積、溫度之間的氣態方程經換算得到標況體積的。 各小隊進行分隊計量時, 由于輸送過程中蒸汽損失很多, 使得蒸汽壓力損失過大, 這就導致了各中轉站外輸總和與總外輸值相差很大。 此外, 氣表中的探頭被水油蒸汽所包圍, 嚴重影響了氣表的正常工作環境, 導致氣表精度下降, 經觀察校驗回來的氣表精度能達到 1.0, 使用一年精度降到 4.0 級, 這種現象就是由于外界環境和工藝流程過程中的某些缺陷造成的。針對這些情況, 把流程中的氣表位置適當提高一些,讓旁通管線在氣表下方, 且低于來氣管線, 以防止蒸汽形成液體時直接流入氣表影響計量; 旁通定期進行放空, 排出管道里的存留液體。

5 返輸干氣自耗氣計量

在自耗干氣方面， 總站配有返輸干氣自動調節閥, 各中轉站配有氣動調節閥, 通過觀察發現, 投產使用后各站氣動調節閥效果不理想, 影響了返輸干氣正常氣計量。 主要原因是由于輸送給總站的干氣氣壓發生波動時, 該站電動調節閥也進行了相應的調節, 使各站氣壓互相干擾, 影響了正常供氣量;有時氣壓過低, 就要關閉調節閥走旁通管線, 這樣才能正常供氣, 這就使有的站干氣計量不準確。 建議暫時停用調節閥, 使干氣在各站直接走氣表。

6 依靠科技的力量

依靠科技，提高計量維護人員的技術水平，確保計量數據的準確性。 應該指出，標準規定的工作條件一般只有實驗室才能滿足，要獲得準確可靠的測量，就需要技術人員深厚的技術儲備來 JUKH，這種雄厚的軟實力是現場應用的*條件。 由于電子技術、計算機以及互聯網技術的迅速，天然氣計量已逐步向在線、實時、智能靠近，同時依靠網絡技術實現遠程化通訊、監控和管理，技術人員及時發現問 題解決問題是降低誤差的有力保障。

7 實現在線實流檢定

從計量學的角度來看，在線實流檢定zui符合流量量值的動態溯源特征，更準確、更科學地評價天然氣流量儀表的實際使用性能，它充分考慮了物性參數、 操作條件、安裝條件、環境條件等諸多影響，保證檢定條件與實際使用條件的充分一致，減少被檢流量計的拆裝搬運，實施在線仲裁檢定。 天然氣計量儀表在線實流檢定的實施，更能反映計量儀表的性能指標，也真正能減小計量誤差，提高計量精度。

8 完善管理制度

管理制度的完善，人員培訓的加強,人員技術素質的，是減少誤差產生的必要條件。 此處的管理不單指計量器具的管理,還包括數據管理、設備管理和用戶的管理。

(1)數據的管理。 加強重點用戶的數據監控,確保數據統計的規范性, 故障時有一套相應的數據處理方案。

(2)設備的管理。 確保計量檢定設備、計量設備有完善的臺賬, 在加強計量設備的日常維護的同時,確保計量設備提供的數據準確性、 可靠性和科學性是*被認可的。

(3)用戶的管理。 加強用戶的管理,及時了解用戶的用氣數據與計量系統的適應狀況, 從而做出相應的調整。

9 用統一的計量參比條件

對具備補償條件的用戶的計量系統選用統一的計量參比條件, 并且實現對用戶的計量儀表進行溫度、壓力等必要參數的在線補償。 總之,天然氣流量計量誤差的成因是極其復雜的, 是不可能*消除的。但通過以上分析利用規范管理,完善制度,從根本上減少這些原因引起的誤差, 誤差則會維持在相對合理的范圍內。

結 論

天然氣是一種、清潔燃料和化工原料。努力降低天然氣在生產與銷售過程中的計量誤差,提高天然氣計量精度，可以降低生產成本,確保安全生產,提高企業經濟效益和社會效益。