燃氣儀表計量的影響因素分析

燃氣計量儀表的準(zhǔn)確性直接影響供銷差。上海上自儀公司對影響燃氣儀表計量的各類因素，如溫度、壓力、設(shè)計、維護、氣質(zhì)、安裝、電磁干擾等進行分析，提出若干計量儀表管理措施，從而為燃氣經(jīng)營企業(yè)的供銷差管理提供一定技術(shù)支撐。

計量儀表作為燃氣經(jīng)營企業(yè)和用戶貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，其準(zhǔn)確性直接影響燃氣公司的供銷差和經(jīng)濟效益。天然氣儀表種類眾多，工作原理、影響因素、維護保養(yǎng)要求等各不相同，因此計量儀表的管理是燃氣公司非?；A(chǔ)且非常重要的工作之一。隨著河南省安陽市天然氣的不斷發(fā)展，目前市區(qū)居民用戶發(fā)展至近 40 萬戶，工業(yè)、商業(yè)用戶也已超過 2 000 戶，公司供氣區(qū)域已擴展到 8 個縣，年總用氣量超 4.8 億 m3。目前燃氣用戶使用的計量儀表主要有超聲波流量計、渦輪流量計、腰輪流量計、超聲波燃氣表以及膜式燃氣表(包括以膜式燃氣表為基礎(chǔ)的各類智能表)。了解各種流量計的影響因素，正確選擇流量計，對提高天然氣計量精度、降低計量偏差十分重要。

1 燃氣儀表計量的影響因素

影響燃氣儀表計量的因素眾多，經(jīng)過深入調(diào)研和分析，明確了影響儀表計量誤差的 6 種主要因素：溫度和壓力、氣體潔凈度、電磁干擾、設(shè)計選型、安裝以及維護保養(yǎng)。

1.1 溫度和壓力

上游貿(mào)易計量表主要為超聲波流量計(帶溫度、壓力修正)、渦輪流量計(帶溫度、壓力修正)，下游用戶計量表有皮膜表(不帶溫度、壓力修正)、羅茨流量計(基本帶溫度、壓力修正)、渦輪流量計(帶溫度、壓力修正)、超聲波流量計(帶溫度、壓力修正)。天然氣行業(yè)的體積計量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為20 ℃、1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.325 kPa)，上游供氣單位以此為依據(jù)和燃氣經(jīng)營企業(yè)進行貿(mào)易結(jié)算。

1.1.1 溫度

按照氣體狀態(tài)方程計算，溫度降低 10 K(同20 ℃比較)，誤差約為 3.4%。即計量儀表無溫度修正功能，當(dāng)?shù)蜏貧怏w通過表具時，每偏差 10 K(同20 ℃比較)儀表將產(chǎn)生 3.4％的計量誤差。

1.1.2 壓力

按照氣體狀態(tài)方程和體積修正儀氣態(tài)方程，流量計標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積流量與工況下壓力(絕壓)、未經(jīng)修正的體積流量成正比，供氣壓力升高 1 k Pa，計量損失 1％左右。

1.1.3 溫度和壓力對儀表的影響

溫度和壓力對儀表的影響主要有以下兩種情況：

(1)儀表本身無溫度、壓力修正功能，如膜式燃氣表、單機械流量計(無體積修正儀)。民用戶及小型商業(yè)用戶多是采用沒有溫度和壓力補償功能的膜式燃氣表，其讀數(shù)是沒有經(jīng)過溫度和壓力補償?shù)墓r體積值，從而形成計量誤差。這類誤差在冬季供氣時尤為明顯。以民用膜式燃氣表為例，按照氣體狀態(tài)方程計算，溫度降低 10 K，皮膜表計量將損失 3.4％，壓力升高 1kPa 時計量損失 1％左右。一般天然氣灶具額定壓力為 2 kPa，計量損失在 2％左右。以安陽公司為例，安陽地區(qū)全年平均溫度為13 ℃，普通居民用戶采用膜式燃氣計量，全年因溫度影響的計量平均誤差約為 2.4%。

(2)儀表有溫度和壓力修正功能，但由于儀表壓力、溫度傳感器故障造成計量失準(zhǔn)。當(dāng)流量計的壓力傳感器失準(zhǔn)，造成流量計配套的體積修正儀中顯示的壓力失準(zhǔn)，低于用戶管道內(nèi)的實際工況壓力，就會造成流量計少計量，給燃氣經(jīng)營企業(yè)帶來計量損失。如安陽公司某調(diào)壓站進站流量計計量，管道內(nèi)實際壓力 1 000 kPa，由于流量計內(nèi)置壓力傳感器損壞，體積修正儀顯示壓力僅 750 k Pa，壓力偏差了 33.3%，造成流量計少計量 33.3%。

1.2 氣體潔凈度

在城市燃氣計量中應(yīng)用較多的渦輪流量計和羅茨流量計都是靠儀表機械轉(zhuǎn)動進行計量的，長時間運行中，氣體中雜質(zhì)會逐步附著到儀表的機械轉(zhuǎn)動部分，如羅茨表的轉(zhuǎn)子、渦輪表的葉輪。

通過抽檢在用儀表，對儀表清洗前后分別進行檢定，儀表清洗前后非常大誤差能達到 12.5%。其中DN100(量程為 32~650m3)的渦輪流量計，由于葉輪被油泥附著嚴重，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備流量達到 100 m3/h時，儀表仍然不計量。由此可見，氣體的潔凈程度直接影響儀表的潔凈度，進而影響計量儀表計量的精確度。

1.3 電磁干擾

目前城市燃氣中在用的流量計大多為智能流量計，與用戶結(jié)算數(shù)據(jù)都以流量積算儀計量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，而強磁場會影響流量積算儀的計量。安陽公司查處某一商業(yè)用戶偷氣。該用戶購買 1 臺電磁發(fā)生裝置，將該裝置連接到儀表流量積算儀上。該裝置通電后產(chǎn)生強磁場，使得儀表流量積算儀不顯示，斷電后該儀表流量積算儀正常計量。

1.4 設(shè)計選型

每臺儀表都有一定的計量范圍，如通過儀表的氣體流量超過儀表的計量范圍，儀表的計量誤差會增大甚至不計量。在城市燃氣用戶中，存在計量儀表選型不合理的現(xiàn)象。用戶更換燃氣設(shè)施、私拉亂接等情況易造成儀表計量范圍和實際用氣量范圍不匹配，出現(xiàn)大馬拉小車、小馬拉大車的現(xiàn)象，導(dǎo)致儀表計量誤差增大。如某工業(yè)用戶計劃一期投產(chǎn)4 t 鍋爐 1 臺，二期建設(shè)再投產(chǎn) 4 t 鍋爐 2 臺，儀表選為 DN100C(量程為 32~650 m3)，中壓計量。由于二期遲遲未建設(shè)，目前在用僅 1 臺 4 t鍋爐，儀表長期在低量程運行，造成氣量計量損失。

1.5 安裝

儀表對安裝都有一定的要求，安裝不規(guī)范會造成儀表計量失準(zhǔn)，甚至損壞儀表。安裝計量儀表前，表前管線都應(yīng)清洗、吹掃確保管線內(nèi)無鐵銹、焊渣等異物，否則容易損壞儀表，特別要注意儀表進氣方向，不能反方向安裝儀表。對于容積式儀表(如膜式燃氣表和羅茨流量計)，安裝時要注意管道要同軸同心，以免管道應(yīng)力影響機械轉(zhuǎn)動部分，造成儀表計量失準(zhǔn)甚至不計量；對渦輪流量計還要注意儀表前后直管段要求，無直管段會影響渦輪流量計的計量準(zhǔn)確性；超聲波流量計除要注意以上兩點外，還需要安裝減噪裝置，否則會嚴重影響超聲波流量計計量，造成計量損失。如我公司某工業(yè)用戶，使用 1 臺某品牌N150 超聲波流量計，由于驗收把關(guān)不嚴，未發(fā)現(xiàn)該超聲波流量計安裝不規(guī)范，沒有安裝減噪裝置，后通過調(diào)取后端比對儀表計量數(shù)據(jù)進行比對分析，發(fā)現(xiàn)該超聲波流量計計量損失達782 288 m3，占比達到 56.5%。

1.6 維護保養(yǎng)

在城市燃氣計量中應(yīng)用較多的渦輪流量計和羅茨流量計都是靠儀表機械轉(zhuǎn)動進行計量的。隨著儀表長時間的運行，儀表機械轉(zhuǎn)動部分(特別是軸承)不斷磨損，儀表機械轉(zhuǎn)動阻力不斷增大。安陽公司抽查了部分儀表的首次檢定記錄和周期檢定記錄，發(fā)現(xiàn)儀表的誤差隨時間的遷移呈增大趨勢。由此可見，儀表在日常管理中，要加強儀表的維護保養(yǎng)，特別是加強儀表注油管理。按照公司規(guī)定，

計量儀表需要定期注油，特別是渦輪流量計正常運轉(zhuǎn)情況下需要每月注油一次。

2 計量儀表管理措施

計量準(zhǔn)確性至關(guān)重要，只依賴購買高精度的計量裝置是遠遠不夠的，需要提高整個計量表的管理水平。計量儀表的準(zhǔn)確計量、穩(wěn)定運行是控制供銷差的基礎(chǔ)，是燃氣經(jīng)營企業(yè)控制供銷差的重要手段。通過計量管理來控制供銷差，首先應(yīng)該從計量儀表的管理著手，主要措施如下：

(1)體積修正儀為電子儀表，存在發(fā)生故障的可能。要求用戶用氣量≥50 m3/h 的流量計必須帶有基表計數(shù)器，以確保計量的完整性和有效性。

(2)注重溫度和壓力的修正，要求流量計必須帶溫度和壓力補償。

(3)考慮流量計自帶溫度壓力傳感器為電子儀表，存在發(fā)生故障的可能，注重流量計溫度、壓力數(shù)據(jù)的調(diào)取和比對，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，必須及時維護維修。

(4)加強客戶端計量儀表的監(jiān)管。建立用戶燃氣設(shè)備臺賬，定期安檢、抄表，排查私拉亂接、儀表使用不正常等現(xiàn)象，及時解決儀表不匹配問題。

(5)利用 SCADA 系統(tǒng)和工商業(yè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對門站和大型工商業(yè)用戶的流量計狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)控，便于及時發(fā)現(xiàn)異常情況。定期使用光電接頭調(diào)取數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，判斷故障發(fā)生的時間和原因，及時發(fā)現(xiàn)個別用戶惡意偷氣的時間段和用氣量。

(6)為保障計量的不間斷性，燃氣公司應(yīng)保持一定數(shù)量的周轉(zhuǎn)表庫存，以備在用計量設(shè)備發(fā)生故障時能及時更換。

(7)注重流量計的周期檢定和清洗，及時發(fā)現(xiàn)和處理流量計的灰塵沉積、倒轉(zhuǎn)和過載等問題，保證流量計的正常工作。

(8)嚴把驗收關(guān)，對安裝不符合要求的儀表，堅決不能通氣。

另外，燃氣工商業(yè)用戶與居民用戶相比，使用智能儀表較多、用氣量大、用氣不規(guī)律，所以更要重點關(guān)注燃氣工商業(yè)用戶計量儀表的管理。

3 結(jié)語

供銷差直接關(guān)系到燃氣經(jīng)營企業(yè)的安全基礎(chǔ)及經(jīng)濟效益，在燃氣運營中有著至關(guān)重要的地位。其中供銷差管理環(huán)節(jié)眾多，涉及生產(chǎn)運營的方方面面，是燃氣經(jīng)營企業(yè)綜合管理水平的集中體現(xiàn)，因此銷氣差是供銷差管控難點。本文就超聲波流量計、渦輪流量計、腰輪流量計、超聲波燃氣表以及膜式燃氣表(包括以膜式燃氣表為基礎(chǔ)的各類智能表)的運行進行深入研討，對影響儀表計量的各類因素進行分析，上海上自儀公司提出有效管控措施，旨在非常大限度降低流量計的計量誤差，即降低燃氣經(jīng)營企業(yè)的供銷差，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。