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一． 前言
中國石化中原油田分公司天然氣產(chǎn)銷廠， 目前管理著1OO口氣井、 11座集氣站和7個輸氣區(qū)， 主要的計量裝置集 中在輸氣區(qū)、 集氣站和伴生氣接受、 外銷氣輸氣， 氣層氣和各采油廠伴生氣的計量主要靠標準孔板配備CWD-430雙波紋管差壓計來完成， 這種計量裝置 ， 在現(xiàn)場的應用中主要存在以下問題 ： ①機械傳動造成的誤差大； ② 日常維護工作量大 ③氣量計算麻煩 ， 工人勞動強度大； ④由于本單位天然氣中帶有大量的液體， 冬季易造成計量裝置凍堵 ； ⑤由于沒有實現(xiàn)24小時自動在線監(jiān)測計量， 導致溫度、 壓力、 密度的修正不準確， 造成一定的計量誤差。 鑒于以上問題的存在 ， 我廠采購了天然氣流量計， 這種流量計集流量 、 溫度、 壓力檢測功能于一體 ， 并能進行溫度、壓力、 壓縮因子 自動補償， 直接數(shù)字LCD顯示 ， 錄取參數(shù)方便快捷。 目前 已在我廠各輸氣區(qū)廣泛的應用 ， 這種流量計的推廣使用 ， 大大降低了工人的勞動強度。 但在使用過程中， 也發(fā)現(xiàn)了這種流量計存在的一些問題， 特別是在貿(mào)易結算當中， 引起了一些計量糾紛， 為了提高計量準確度 ， 減少計量誤差和計量糾紛， 使計量更好地為生產(chǎn)服務 ， 實現(xiàn)“ 計量就是計錢 的企業(yè)宗旨， 我們在一年多的時間內(nèi)對天然氣流量計的使用情況進行了跟蹤對比。 對其出現(xiàn)的問題進行摸索分析， 積累了一些實踐經(jīng)驗， 下面就其計量誤差的原因以及降低誤差的改進措施進行探討。
二． 計量誤差產(chǎn)生的原因分析
(一)前后計量直管段長度達不到標準
天然氣流量計要求的流體必須是單相的、 連續(xù)的流經(jīng)管道的圓管流， 是亞音速的、 非脈動的， 其流速必須與管道軸線相平行 ， 平穩(wěn)地通過計量管道， 而在實際工作中，由于現(xiàn)場安裝位置達不到說 明書上所要求的前直管段 ≥5D N ，后直管段≥1DN 的標準， 特別是在流量計的上游存在多個彎頭或控制閘門時，則要求前直管段 20DN ， 后直管段≥5DN ， 如達不到這個標準 ， 天然氣流的流態(tài)就是不規(guī)則的， 壓損大 ， 有時甚至存在旋渦流， 這對于依靠旋渦信號來計量流量的天然氣流量計來說， 所引起的計量誤差是很大的。 2012年對鄉(xiāng)企供氣流程實施改造， 改造后在上、 下游閘門全部打開的情況下， 發(fā)現(xiàn)流量計前壓力表上顯示的壓力與流量計反映出來的壓力相差90k Pa， 我們更換了壓力表和另一臺同規(guī)格型號的流量計， 問題仍沒得到解決， 交接雙方都感到利益受損 ， 無法接受， 我們只好改變氣量交接地點 ， 將流程改在另一個地方， 改造后投入使用， 壓力誤差只有7kPa， 事后雙方分析原因， 引起壓力差值大的主要原因就是*次改造時受場地和生產(chǎn)流程限制， 流量計的上游5DN 以外3米以內(nèi)， 存在4道控制閥門和2個流程分支。 事實證明， 應該根據(jù)安裝現(xiàn)場的實際情況， 加長前后直管段的長度或盡量減少直管段附近的控制閥門， 保證氣流流態(tài)的均衡穩(wěn)定， 否則將造成計量數(shù)據(jù)的不準確。
(二)流量計周圍存在強磁場或強烈機械震動信號
天然氣流量計主要是依靠旋渦發(fā)生體產(chǎn)生旋渦流， 再利用旋渦流的頻率與介質流速成正比的原理 ， 進而測 出流體的流量。 如果流量計周圍存在強磁場或強烈機械震動源 ， 則氣流就會出現(xiàn)有規(guī)律的脈動 ， 這種脈動信號對旋渦信號有很大的干擾， 導致計量數(shù)據(jù)不準確。 筆者曾經(jīng)于無意中做過一個試驗 ， 有一天， 我們一行用一臺五十鈴雙排車拉著一臺DN15O智能天然氣流量計去現(xiàn)場安裝， 由于車輛使用年限很久了， 發(fā)動機的聲音很大且呈有規(guī)律的脈動， 結果我們發(fā)現(xiàn)放在車上的流量計瞬時流量竟有1376m 3/h， 讀數(shù)也隨之不斷地發(fā)生著變化， 當車路過一個拐彎時速度慢了下來， 脈動信號消失了， 顯示的瞬時流量也馬上變?yōu)榱?， 而壓力沒變依然保持在101． 3kPa， 由此可見 ， 機械震動信號對該表的影響是非常大的。
(三)計量直管段內(nèi)有雜物 、 焊渣或粉塵
對于新投的天然氣管道 ， 在吹掃不*的前提下， 管道內(nèi)可能會存有雜物或焊渣， 或者是天然氣凈化分離不干凈， 造成氣流中帶有一定程度的粉塵或輕烴和水分， 這些異物的存在， 改變了氣流的流態(tài)， 嚴重的情況下會出現(xiàn)層流或紊流， 對計量準確度有很大的影響。 我廠一個接受伴生氣的計量點 ， 安裝一臺智能天然氣流量計用 以轉供地方廠點用氣， 該站由于分離出現(xiàn)問題突然出現(xiàn)結鹽現(xiàn)象， 顆粒較大的鹽粒不但導致天然氣流出現(xiàn)了層流 ， 而且鹽粒隨著氣流中的輕烴組分慢慢地粘附在了流量計的旋渦葉片上， 結了厚厚的一層， 嚴重影響了計量數(shù)據(jù)的準確 ， 導致該點 日外銷氣量較結鹽以前減少了33．3％， 后來我們對該氣井采取了加清水解鹽堵的措施， 并將流量計的旋渦發(fā)生器進行了清洗， 從而恢復了該點的正常計量。
(四)管道內(nèi)徑引入的誤差
現(xiàn)場工作中的工藝管道種類繁多， 很多情況下， 與流量計相連接的計量管道的內(nèi)徑并不與流量計測量管道的規(guī)格相一致。 當計量管道的內(nèi)徑微大于流量計的測量管道時 ， 儀表的旋渦信號不會有明顯變化 ， 當計量管道的內(nèi)徑小于流量計的測量管道時， 由于流體流經(jīng)截面積突變的管段， 而產(chǎn)生二次旋渦流， 產(chǎn)生計量誤差。
( 五) 流量計檢定中存在的問題
目前天然氣產(chǎn)銷廠天然氣流量計的檢定， 內(nèi)部使用的送往中原油 田技術監(jiān)測中心。 用于貿(mào)易結算的， 一般是送往中國航空工業(yè)流量計量站或河南安陽燃氣大流量計量檢定站。 在正常情況下檢定周期為—年 ， 存在 問題是， 檢定單位只是對流量計的流量傳感器進行校準， 而對于壓力傳感器和溫度傳感器不進行檢定， 這樣就容易造成同一塊流量計 ， 經(jīng)檢定是合格可用的， 但實際情況是 ， 壓力傳感器或溫度傳感器有問題 ， 依然導致計量的不準確。 這樣不僅給生產(chǎn)單位帶來了困難 ， 影響生產(chǎn)管理 ， 應用在貿(mào)易結算當中， 則給交接雙方帶來計量 糾紛 ， 增加仲裁的難度 。
(六)人員附加誤差
1、 壓力
根據(jù)天然氣流量計的工作原理和氣態(tài)方程式， 氣體的輸氣壓力與流量是成正比的關系， 氣態(tài)方程如下 ：
Q n= Zn／ Zg · (Pg + Pa )／ P n · T n／ Tg· Q g (1)
式中：
Qn——標準狀態(tài)下的體積流量 (m 3 ／ h )
Qg——未經(jīng)修正的體積流量(m 3 ／ h )
Zn——標準狀態(tài)下的壓縮系數(shù)
Zg——工作狀態(tài)下的壓縮系數(shù)
Pg——流量計壓力檢測點處的表壓 (kPa )
Pa——當?shù)卮髿鈮?kPa)
Pn——標準大氣壓 (101． 325kPa)
t——被測介質攝氏溫度(℃)
Tn——標準狀態(tài)下的溫度293． 15K (20" C )
Tg——介質的溫度 ( 273． 15+ t)K
從式(1) 不難看出， 壓力越大流量越大， 也因此， 在實際工作當中， 特別是在貿(mào)易結算當中， 某些人受利益驅使， 在壓力傳感器上做手腳 ， 旋緊壓力傳感器中氣體壓力通道的旋鈕 ， 或是直接用剪刀將壓力傳感器的信號線剪斷， 致使壓力不能如實地反映到流量積算儀上 ， 造成計量數(shù)據(jù)的偏小。
2、 儀表系數(shù)
每臺天然氣流量計都有儀表系數(shù) ， 儀表系數(shù)會隨著儀表使用年限的改變而改變 ， 每次經(jīng)檢定機構檢定并計算后， 會產(chǎn)生一個新的儀表系數(shù)， 儀表系數(shù)的單位是l/ m 3 ， 也就是同流量是成反比的關系， 儀表系數(shù)越大流量越小 ， 因為可以設置 ， 這給某些用戶提供了機會 ， 他們利用交氣方監(jiān)督不倒位， 私自調整儀表
1—過濾器 2—前直管段 3—流量計4—后直管段 5—旁通閥系數(shù)， 造成一定的計量誤差， 達到謀取利益的目的。
3、 責任心
小班工人責任心不強， 工作制度不落實， 錄取流量參數(shù)有誤差。
三． 降低計量誤差的改進措施
(一)為了保證氣流的流態(tài)平衡正常， 必須達到流量計前直管段≥5D N ， 后直管段 ≥1DN ， 必要的時候可以加長直管段的長度， 且應盡量減少附近的控制閥門。
(二)流量計安裝場所周圍必須杜絕強磁場或強烈機械震動源
( 三)安裝流量計前應將管道內(nèi)的雜物、 焊渣、 粉塵清理干凈。 氣體內(nèi)含有較大顆?；蜉^長纖維物時 ， 必須安裝過濾器。 ( 安裝圖如圖1所示)
(四) 為避免計量直管段的內(nèi)徑與流量計測量管內(nèi)徑不匹配造成二次旋渦流 ， 應嚴格使用與流量計測量管內(nèi)徑相匹配的計量直管段 。
( 五 ) 實際生產(chǎn)過程中， 選擇合適量程的0． 25級的標準壓力表安裝在計量直管段上游側5D 處， 用以檢測流量計 的壓力傳感器是否準確； 選擇1.0級的水銀溫度計安裝在計量直管段的下游側lD 處， 用以檢測流量計的溫度傳感器是否準確 。
(六)加強小班工人的責任心， 強化責任和考核， 杜絕人為破壞， 準確計量
在實際工作中， 引起天然氣流量計計量誤差的原因是多方面的， 綜上所述， 是筆者從本單位的生產(chǎn)出發(fā)， 積累的一些實踐經(jīng)驗， 這些實踐經(jīng)驗有效地提高了流量計的計量準確度， 提高了本單位的計量管理水平， 對指導生產(chǎn)起到了一定的促進作用。
