天然气计量的精确性,维护着天然气交易双方的利益。但是天然气计量仪表受到主观与客观方面因素的影响,像是脉动流、管道压差、天然气杂质与含水量,以及人为破坏、管理不严、管道泄露等,导致了计量出现误差。因此,需通过计量误差产生的原因分析,采取相应的消除误差对策,切实解决影响计量的不良因素,保障天然气的精确有效计量。
1.天然气计量误差产生的原因分析
1.1计量仪表出现计量误差
天然气计量仪表的类型不同,形成计量误差的原因也有所不同,比如,孔板流量计的应用,必须符合GB2624-81规定,如果孔板安装不规范,像是导压管走向不合理,密封垫尺寸存在误差,干扰到天然气的流动,形成计量误差。超声波流量计在天然气计量中也应用较多,使用超声波探头计量,可进行非接触测量,适用于大管径或不容易接触的天然气管道测量。由于探头的灵敏性高,计量会受到噪音、天然气杂质、天然气流动速率等影响,导致计量误差的出现。
1.2工作环境引起误差
天然气在管道流动过程中,气体的流速、流程等出现变动,形成脉动流,并体现在节流装置上,对计量仪表产生影响。一是天然气在管道中流动,当外部气压出现波动时,引起管道内部天然气的脉动流,使计量仪表计量的不够准确;二是超量程问题,以蒸汽计量为例,夏季温度高,天然气的流量小,而冬天的流量大,由于采用的是同一仪表,一旦超出仪表量程,会导致计量误差;三是天然气气井之间相互干扰,或者是气井为气水同产,均会导致差压波动;四是天然气小用户在不同时间段使用天然气,如果在一个时间段突然气量发生变化,也会形成差压波动;五是如果用户的天然气管线没有使用调峰计量仪表,用气高峰阶段与低谷阶段非常明显,跟随时间上下频繁波动,影响到计量仪表计量的精准度。
1.3天然气质量诱发误差
1.3.1杂质含量影响
天然气直接从地下岩层开采,经过天然气净化处理后,才可进入输气干线,但是由于净化不够彻底,天然气中含有一定的杂质。再者,天然气储存装置、运输干线长期运输天然气,受到天然气中酸性物质的腐蚀,内部存在腐蚀物,导致管道中的天然气不够纯净,存在杂质,这些杂质会影响天然气的流速,进而影响到计量仪表测量的精度。
1.3.2含水量的影响
天然气属于混合气体,主要的成分是甲烷,还有少量的硫化氢、丙烷、乙烷、水气等,其中水气含量的多少影响着计量仪表的计量结果。当水气含量较小时,计量值增加较少,但当孔径比达到0.7时,测量误差大约为1.7%,当孔径比<0.5时,方可保证天然气计量结果的准确性。
1.4其他原因引起的误差
人为因素也是引起天然气计量误差的主要原因,像是天然气管道遭到破坏,管道防腐工作出现问题导致天然气泄露,使管道内部压力改变,形成差压波动。或者是计量管理存在问题,计量操作不规范,取值不合理等,均会导致计量误差的出现。比如,管道发生泄露后,节流装置在泄露前与泄露后的差压突然增加,计量会出现较大的误差。
2.针对天然气计量误差的改进对策
2.1消除脉动流影响
一是控水采气,针对气水共产井,采用高效分离器将水与天然气进行分离。如果天然气含水量较高,在天然气管线中使用分离器进行气水分离,管线中如果存在积液,使用天然气自动清管系统,将管线中的积液彻底排除;二是通过调整计量管段的下流阀可达到消减脉动流的目的;三是在天然气计量段安装缓冲罐,作为脉动流的缓冲区,避免其影响到计量仪表,也可安装脉动消减器,同样具有良好的脉动流消除效果。
2.2加强计量仪表的安装与调试
天然气使用的计量仪表较为精密,仪表的安装与调试质量与计量精确度有着直接的关系。以超声波流量计安装调试质控为例,需要密切关注以下两个方面,一方面是选择好安装位置,在上游直管段,附近环境中不可有磁场干扰,传感器安装的位置要具有良好的通信条件,提高采集超声波信号的质量;另一方面是在完成安装后,在现场进行超声波流量计的调试,设置好计量的各项参数。从天然气计量的源头进行计量精度的控制,避免计量误差的出现。此外,还需做好计量仪表的日常维护保养工作,定期进行计量仪表的检修、校验,保持计量表良好的计量性能,并及时更换老旧计量不准的计量仪表,尽量避免计量误差的出现。
2.3应用数据采集与监视控制系统
为了有效避免天然气计量误差,引进并应用数据采集与监视控制系统,对天然气计量系统进行全天候、实时监控。比如,针对集气站进行压力、温度的数据采集,通过系统数据处理分析,评估集气站运行的状态,当测量的压力值超出计量标准要求后,系统自动发出警报,工作人员立即进行天然气流量、压力值的调整,以形成对计量误差的有效控制。
2.4切实做好巡线工作
基于天然气管线冒、滴、漏等对计量精度的影响,以及为了避免人为破坏管线,需要加强巡线工作,及时发现泄露问题,减少天然气的运输损耗,保护天然气管线的安全运行。同时加强阴极防腐,定期检测天然气管线内部,确定管线内部有无腐蚀、锈蚀现象,以便于及时进行防腐处理,保持天然气流速的均匀,避免计量误差问题的出现。还需注意天然气管线阀门检查与维护,确保阀门的密封性,防止阀门泄露问题。
结语:引起天然气计量误差的原因较多,有计量仪表本身原因,也有人为因素与环境因素。为了尽量减少计量误差,首先要从形成计量误差的原因入手,确定误差的出处,以及发生的根本原因,为后续的计量改进提供依据,以此提升天然气计量的精确性,将计量误差控制在最小程度,切实维护天然气交易双方的利益。
参考文献:
[1]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.
[2]刘琦,孙冲,徐赫男.天然气能量计量误差影响因素分析[J].化工管理,2021,(34):3.