天然气计量过程中存在的问题及预防应对策略

王建鹏

（大庆市第七采油厂数字化运维中心计量检定室，黑龙江 大庆 163000）

天然气的计量管理是一个复杂的系统工程，牵扯到方方面面，宏观调控和微观调控都有很大的关系，由于受到诸多因素的影响，加之管理的困难，往往会产生一些偏差，所以，在进行天然气计量的过程中，必须对影响计量结果的各个环节进行动态的管理，以保证用户的利益。

1 天然气计量的现状

天然气作为一种高效率、洁净的能源和优良的化工原料，其流量的测定已经成为目前天然气工业快速发展和应用中急需解决的问题。流量测量既是一种重要的交易和结算手段，也是一种利用天然气资源的技术手段。流量测量是企业生产和经营管理中必不可少的技术基础。准确的计量不但可以实现公平的交易和结算，而且可以通过改进相关的生产工艺，确保产品的品质，从而降低产品的生产成本，提高生产的安全性，提高经济效益和社会效益。

2 天然气流量计量的特点

首先，由于天然气成分的特殊性，在不同区块、不同井位开采、处理、集输过程中，其成分会有不同程度的改变，再加上天然气的含水、腐蚀性成分等因素，对计量仪器的要求也不同。其次，在计量时，天然气的流动状况也会产生较大的影响，如集气量、阀门开关、压缩机启停等，都会引起气体的压力、流量变化，从而影响到计量的准确性。最后，天燃气为易燃、爆炸气体，其集输、交接计量所选用的仪器，特别是电气仪器均为防爆型或本安型。

3 天然气计量中存在的问题及产生原因

目前，国内已有涡街流量计、标准孔板流量计等各种流量测量仪器，其中以后者为主，而在天然气计量领域，国内尚缺乏相应的技术标准。孔板流量计是根据多年的工程实践经验，结合国内外大量的实验、分析、归纳，并在很早以前就开始对仪器进行了干校，从而得到了广泛的应用。我国在天然气行业方面也有相关的行业标准，比如，针对标准孔板流量的测量方法有关的规定等。按照《标准的气孔测量法》的规定，从地下开采的天然气，虽然经过了分离、净化和过滤等程序，但其成分复杂，必须先从单井开始，然后才能进行集气和配气等计量阶段，在此期间，气体成分的差异很大，所以每一步都会产生不同的效果。尤其是在测量管管壁和孔板锤的直角入口区，孔板的圆弧半径有很大的影响。以及管壁粗糙度的标准值是否会对其产生直接的影响，也因此发生了变化，从而进一步造成了不确定度的流量测量。流出系数与标准值偏差的主要原因有以下几种。

3.1 仪表本身存在的错误

（1）孔板的垂直进口的锐度。（2）所述测量管道的直径大小偏离所述计算的结果。（3）在测量时，孔板的厚度存在错误。（4）节流器的配件形成台阶偏心。（5）孔板的上游端部不能满足要求。（6）未正确地选择压力取位。（7）在生产压力收集孔时，由于工艺不当或管中发生阻塞。（8）当安装时，节流器的轴度并不相同。

3.2 由于装配而引起的错误

在铺设管道时，由于管线与轴线的偏差，导致安装误差的发生，其主要原因是现场无法达到管线的设计要求。

3.3 处理过程的效果

（1）在处理过程中，孔板发生变形。（2）在上游测管的内壁处存在淤积。（3）在上游的末端存在沉积。（4）孔板的直角形进口边会变得钝、锈蚀或损坏。（5）雷诺数的数值不符合规范。（6）改变了导管的粗糙性。

4 预防解决天然气计量问题的措施及对策

4.1 选择正确规范的天然气计量仪表

要提高天然气计量的精确度，就需要建立设备要求、仪表管理、运行维护等制度和程序，并严格遵守相关的规章制度，并由计量单位定期对节流设备和仪表进行校准，以保证计量的准确性。另外，选用标准节流设备，在流量变化大的情况下，可考虑使用宽量程，其他型号的测量设备，在对应的天然气标出阶段要慎重选用，二次仪表的测量方式要与国家有关标准相一致。

4.2 加强天然气计量管理

天然气压力、密度、温度、压力等因素的变化，会对测量结果的准确性产生影响，必须选用适当的计量器具进行压力、密度、温度等物理指标的测量，然而，由于测量设备的工作机理和构造的特殊性，导致测量设备的故障发生在生产中，而设备的运行问题是由于介质腐蚀、磨损、污染等。所以，必须严格按照技术规范进行流量测量，避免安装误差。在使用期间，操作者要进行系统的维护保养，了解标准的本质，并严格按照标准的要求进行数据的安装、使用和处理，以确保燃气计量的精度，延长其使用寿命，减小计量误差。

4.3 消除脉动流减小计量影响

采用有效的控水采气措施，可以有效地确保不产生地层水，有效地保证了脉冲源的消除：必须确保游离状态的流体从管路中排除，并对管道中的积液进行有效的清除，并采用高效的自动清管装置，或设置分液器，以消除管路中的液流，并采用高效率的分离机，可有效地改善气、水分离的作用。只有彻底清除了气体中的湿气，保证了其最优的测量特性。为有效地控制因脉动源引起的压力差，可以采用专门的脉冲式衰减装置，或者在合适的地方安装一个缓冲槽。

4.4 优化天然气计量系统

随着电子技术、计算机和互联网技术的迅速发展，燃气测量逐渐向在线、实时、智能方向发展，并通过计算机技术实现远程通讯、控制和管理，比如SCADA（数据采集与监视控制系统）、智能涡轮流量计智能控制等。因此，要尽快加强对国内外先进的天然气测量技术的引进、消化和吸收，并进行能源计量实验，使之达到规范化，并根据实际情况选用合适的计量体系。

4.5 加强技术培训，借鉴国外经验

引进、消化、吸收近年来新开发的天然气计量新技术。从国外的经验来看，能源计量已经完全替代了传统的容积计量，在国内的天然气计量中，容积计量仍然占据着主导地位。为加速实验进程，提出了引进国外先进的气相色谱技术和流动计算机技术，开发符合我国国情的天然气能源计量体系。

4.6 加强管理,提高人员素质

因天然气的特殊性，有关部门或企业等，需要加强对从业人员在工作中的管理力度。在实际策略工作中，孔板流量计容易发生偏差，主要是因为它的工作原理和结构的特性，而它的安装和使用误差是由于安装和使用中的流体介质的腐蚀、磨损、沾污等引起的。所以，必须严格按照技术规定进行流量测量，以消除安装误差。操作人员应定期检查、维护和升级系统，以延长系统的使用寿命，降低测量误差。并在实践中加强相关的政策、规范，以提升人员素质。

5 结语

综上所述，随着天然气在各个行业中的应用日益普及，对其应用的需求和应用状况也在逐步改变。由于气体本身的可压缩性，其测量工作比液体测量要复杂得多，因此，对测量天然气的仪表精度提出了更高的要求。因此，企业必须加大对仪器研发的投资力度，研制符合经济性要求的测量仪器就显得尤为重要。目前我国天然气计量中存在的一些问题，在不久的将来，将会得到很好的解决。