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摘要：随着各行各业对天然气的广泛使用，越来越多的需求及使用现状对流量计的要求也在逐渐变化。因为气体自身所具有的可压缩性，所以其测量工作相比于液体测量工作更加困难，这就更加要求计量天然气的流量计仪器具备较高的准确性。但目前国内测量天然气的流量计还存在有很多有待于解决的问题。为此，本文着重探讨了天然气计量影响因素的定量分析方法，仅供参考。
关键词：天然气；计量；影响因素；定量分析
1 引言
随着人民生活水平的不断提高和对环境保护要求的日益严格，天然气已经成为部分城市的主导能源。对城市燃气企业来说“计量就是计钱”，如何提高计量的准确性、降低供销差率是企业经营工作的一项重点内容。基于这样的背景，本文对影响天然气计量的因素展开了分析。
2 当下天然气计量的现状
作为一种高效、理想的清洁燃料以及优良的化工原料的天然气，对于它的流量计量成为目前天然气工业快速发展的重要影响因素,更是在使用天然气工程中急需解决的关键问题。流量计量不仅仅是天然气买卖之间交易结算的重要方式,还是相关生产单位使用天然气效率的障眼法技术衡量标准。流量计量对于企业生产以及经营管理更是日常进行的一项不可缺少的技术基础工作。天然气计量准确无误不仅可以进行公平的交易结算,还能够对相关的生产工艺加以完善改进,保证生产出高质量的产品,使产品生产成本大大降低,以保障生产过程的安全性,进而在社会以及经济的层面上，改善效益。
3 影响天然气计量的主要因素
本文主要分析几个影响天然气计量结果的主要因素，如下所示：
3.1 介质压力、温度
压力与温度的变化，容易引起天然气状态变化，气体体积在计量标准状态下，根据介质材料温度和压力，结合实际天然气运营情况，合理调谁天然气标准范围，可以有效降低计量偏差。在北方，冬夏温差大，天然气流量计量误差范围3%一8%,倘若未制定介质压力和温度计量规范，燃气公司会有一定程度损失，对供气方不公平。
3.2 流量计仪表系数变化
流量计的仪表系数是指测量介质的体积与测量部件产生信号的对应关系。以气体涡轮流量计为例，根据测量原理，气体涡轮流量计在一定流量范围内叶轮旋转的速度与通过的气体的速度成正比例关系，而通过计量检定得到的气体体积与叶轮产生脉冲的对应系数K（n/m3）就是流量计的仪表系数，一般是通过传动（变速）齿轮或积算仪的功能将计量检定的仪表系数设定进流量计中的。通过原理可以看出，仪表系数与叶轮和轴承的制造精度有着紧密的联系，由于机械加工精度总会存在一定的微小误差，因此每一台流量计的仪表系数都不一样。而日常使用的叶轮的老化变形、叶轮轴承润滑程度的变化（磨损或是杂质进入）都会对仪表系数产生影响。经过一段时间的使用，由于磨损或其他原因，流量计的仪表系数总会发生变化，这时如果不进行周期检定重新设定仪表系数，则流量计计量的误差将会增大。
3.3 工艺流程的操作不当
对计量工作的规范化、系统化管理可以提高工作人员操作水平，避免人为导致计量偏差。要对从事流量计量工作的人员加强技能培训和学习，提高计量队伍整体综合水平，首先，要了解计量仪表性能，检侧不同压力和温差下仪表流量，根据工作环境选择型号、性能合适的计量仪器;其次，对操作人员进行安装培训，特另}l要了解计量器的工作原理，避免因人为操作不当导致计量仪器安装不对，引起较大的计量偏差。针对上述问题，要加强对工作人员技能培训，普及天然气流量计量误差知识，掌握计量装置工作原理，才能有效避免燃气公司天然气输送运行状态安全。
3.4 天然气组分参数变化
在天然气流量计量中，当压力低于0.4MPa时，天然气压缩因子对天然气标准状况的转换影响较小，可忽略不计。但当压力高于0.4MPa时，天然气压缩因子的影响就不能忽略了。压缩因子的计算可以根据天然气组分按照AGA8给出的公式计算得出。而根据国际法制计量组织（OIML）流量计量技术委员会制定的国际建议，当被测天然气流量大于1000m3/h时，就应该进行天然气压缩因子转换，而当被测天然气大于10000m3/h时，就应该进行发热量和气质组分的实时测量并参与流量计算。由此可以看出，天然气组分参数在高压、次高压和大流量计量中应该及时更新数据才能减少计量的误差。
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4 定量分析
流量是天然气生产集输中重要的参数之一，流量测量值的准确与否，将直接影响系统运行的稳定性和交接计量中双方的经济利益。气体超声波计量系统在天然气计量交接中得到广泛应用，其在高压力、宽管径、大流量天然气计量中的优势得到了充分体现，并得到计量交接双方的认可。超声波流量计的工作原理是根据超声波脉冲在气体中顺流传播和逆流传播的时间差来测量气体流速，进而计算工况下的气体流量。
影响计量结果的因素有工况下流量计读数、压力、温度和压缩因子。影响流量计读数准确性的因素包括流量计本身的误差和流量积算仪的误差两方面，压力的影响来自压力变送器的误差，压力变送器对温度变化敏感，在现场应用中常出现零点漂移的现象，从而影响系统的计量准确度。温度变送器的测量一般较稳定，但在现场应用中也常出现因其保护套管中存在金属屑、沙子等杂质，致使测温元件无法及时与天然气达到热平衡的现象，导致温度显示值较天然气实际温度值偏低。压缩因子是和压力、温度以及组分均相关的一个函数，在一般的输气条件下，天然气的压缩因子是随重组分含量的增加而减小，随压力的增加而减小，而随温度的增加而增大。管输气体的组分变化会对超声波流量计计量的准确度造成影响由于流量计和流量积算仪的误差在一定时期内是设备固有的。
4.1 压力测量误差对计量结果的影响
通过试验可知，在温度和组分不变的情况下，在计量温度15.50℃压力为7.85MPa时，当压力误差为0.01MPa，对最终标准参比条件下计量体积的影响为0.147％；计量温度25.50℃时为0.143％。
4.2 温度测量误差对计量结果的影响
在压力和组分不变的情况下，在压力为7.85MPa，计量温度为15.5℃，温度误差为0.01℃时，对最终标准参比条件下计量体积的影响为-0.0061％；计量温度为25.50℃时其影响为-0.0054％。
4.3 天然气组分检测误差对计量结果的影响
当压力和温度不变，在压力为7.85MPa、温度为15.50℃时，C6+组分检测误差0.01％，对最终标准参比条件下计量体积的影响为-0.020％；温度为25.50℃时影响为-0.017％。
4.4 流量计读数误差对计量结果的影响
流量计读数的误差主要来源于超声流量计的误差和流量积算仪的误差，流量积算仪的误差可以直接根据检定/校准证书获得其示值误差。超声流量计可以根据检定/校准证书提供的流量计系数进行修正，根据JJG1030-2007超声流量计检定规程[11]的规定，获得流量计的最大允许误差。流量计使用过程中按照国家标准GB/T30500-2014的规定进行声速核查，通过监测流量计每一声道信号的增益值、接收信号的百分比、信噪比标，测量每个声道的声速值、剖面系数、对称性等参数，依据这些信号参数，能够判断出流量计的工作状态，对使用过程中超声流量计进行检验。可以利用远程诊断系统实现流量计声速核查等自诊断功能。
4.5 综合误差分析
根据前述计算可知，对标准参比条件下的计量体积影响最大的因素是压力，其次是组分和温度，当出现0.01单位误差时，导致标准参比条件下计量体积误差的数量级分别为10-3、10-4、10-5。在线气色谱仪目前一般是独立于各路计量撬单独安装，其误差对各路计量撬的影响是相同的。对各路计量撬的压力变送器、温度变送器、流量计和流量积算仪等计量相关设备的检定/校准证书的修正/校准值进行汇总统计，结合各设备对标准参比条件下的计量体积的影响，可以计算出每一路计量撬的综合计量误差。
6 结束语
通过量化分析可知，压力对计量准确度的影响是最大的，达到0.14%～0.15％；C6+组分次之，为0.017%～0.020％；流量积算仪的误差一般在0.01％左右；温度影响最小，为0.006％。因此在实际工作中，应重视对压力变送器的检查，必要时更换修正值更小的压力变送器。组分检测时应关注C6+组分的积分问题。在满足安全运行的前提下，综合计算每一路计量撬的计量误差，进行精细化管理，优先选择基于计量误差最小化的运行参数。
参考文献：
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论文作者:穆新浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/9
标签：天然气论文; 误差论文; 流量计论文; 流量论文; 组分论文; 温度论文; 压力论文; 《基层建设》2017年第15期论文;