燃氣儀表計量的影響因素分析

燃氣計量?jì)x表的準確性直接影響供銷(xiāo)差。上海上自?xún)x公司對影響燃氣儀表計量的各類(lèi)因素，如溫度、壓力、設計、維護、氣質(zhì)、安裝、電磁干擾等進(jìn)行分析，提出若干計量?jì)x表管理措施，從而為燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)的供銷(xiāo)差管理提供一定技術(shù)支撐。

計量?jì)x表作為燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)和用戶(hù)貿易結算的依據，其準確性直接影響燃氣公司的供銷(xiāo)差和經(jīng)濟效益。天然氣儀表種類(lèi)眾多，工作原理、影響因素、維護保養要求等各不相同，因此計量?jì)x表的管理是燃氣公司非?；A且非常重要的工作之一。隨著(zhù)河南省安陽(yáng)市天然氣的不斷發(fā)展，目前市區居民用戶(hù)發(fā)展至近 40 萬(wàn)戶(hù)，工業(yè)、商業(yè)用戶(hù)也已超過(guò) 2 000 戶(hù)，公司供氣區域已擴展到 8 個(gè)縣，年總用氣量超 4.8 億 m3。目前燃氣用戶(hù)使用的計量?jì)x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的各類(lèi)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(guò)深入調研和分析，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、設計選型、安裝以及維護保養。

1.1 溫度和壓力

上游貿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(hù)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)的體積計量標準狀態(tài)為20 ℃、1 標準大氣壓(101.325 kPa)，上游供氣單位以此為依據和燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)進(jìn)行貿易結算。

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?jì)x表無(wú)溫度修正功能，當低溫氣體通過(guò)表具時(shí)，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，流量計標準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(wú)溫度、壓力修正功能，如膜式燃氣表、單機械流量計(無(wú)體積修正儀)。民用戶(hù)及小型商業(yè)用戶(hù)多是采用沒(méi)有溫度和壓力補償功能的膜式燃氣表，其讀數是沒(méi)有經(jīng)過(guò)溫度和壓力補償的工況體積值，從而形成計量誤差。這類(lèi)誤差在冬季供氣時(shí)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(shí)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(yáng)公司為例，安陽(yáng)地區全年平均溫度為13 ℃，普通居民用戶(hù)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。當流量計的壓力傳感器失準，造成流量計配套的體積修正儀中顯示的壓力失準，低于用戶(hù)管道內的實(shí)際工況壓力，就會(huì )造成流量計少計量，給燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)帶來(lái)計量損失。如安陽(yáng)公司某調壓站進(jìn)站流量計計量，管道內實(shí)際壓力 1 000 kPa，由于流量計內置壓力傳感器損壞，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用較多的渦輪流量計和羅茨流量計都是靠?jì)x表機械轉動(dòng)進(jìn)行計量的，長(cháng)時(shí)間運行中，氣體中雜質(zhì)會(huì )逐步附著(zhù)到儀表的機械轉動(dòng)部分，如羅茨表的轉子、渦輪表的葉輪。

通過(guò)抽檢在用儀表，對儀表清洗前后分別進(jìn)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(zhù)嚴重，在標準設備流量達到 100 m3/h時(shí)，儀表仍然不計量。由此可見(jiàn)，氣體的潔凈程度直接影響儀表的潔凈度，進(jìn)而影響計量?jì)x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(hù)結算數據都以流量積算儀計量數據為準，而強磁場(chǎng)會(huì )影響流量積算儀的計量。安陽(yáng)公司查處某一商業(yè)用戶(hù)偷氣。該用戶(hù)購買(mǎi) 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(chǎng)，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 設計選型

每臺儀表都有一定的計量范圍，如通過(guò)儀表的氣體流量超過(guò)儀表的計量范圍，儀表的計量誤差會(huì )增大甚至不計量。在城市燃氣用戶(hù)中，存在計量?jì)x表選型不合理的現象。用戶(hù)更換燃氣設施、私拉亂接等情況易造成儀表計量范圍和實(shí)際用氣量范圍不匹配，出現大馬拉小車(chē)、小馬拉大車(chē)的現象，導致儀表計量誤差增大。如某工業(yè)用戶(hù)計劃一期投產(chǎn)4 t 鍋爐 1 臺，二期建設再投產(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，目前在用僅 1 臺 4 t鍋爐，儀表長(cháng)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，安裝不規范會(huì )造成儀表計量失準，甚至損壞儀表。安裝計量?jì)x表前，表前管線(xiàn)都應清洗、吹掃確保管線(xiàn)內無(wú)鐵銹、焊渣等異物，否則容易損壞儀表，特別要注意儀表進(jìn)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(shí)要注意管道要同軸同心，以免管道應力影響機械轉動(dòng)部分，造成儀表計量失準甚至不計量；對渦輪流量計還要注意儀表前后直管段要求，無(wú)直管段會(huì )影響渦輪流量計的計量準確性；超聲波流量計除要注意以上兩點(diǎn)外，還需要安裝減噪裝置，否則會(huì )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(hù)，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)現該超聲波流量計安裝不規范，沒(méi)有安裝減噪裝置，后通過(guò)調取后端比對儀表計量數據進(jìn)行比對分析，發(fā)現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

在城市燃氣計量中應用較多的渦輪流量計和羅茨流量計都是靠?jì)x表機械轉動(dòng)進(jìn)行計量的。隨著(zhù)儀表長(cháng)時(shí)間的運行，儀表機械轉動(dòng)部分(特別是軸承)不斷磨損，儀表機械轉動(dòng)阻力不斷增大。安陽(yáng)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)現儀表的誤差隨時(shí)間的遷移呈增大趨勢。由此可見(jiàn)，儀表在日常管理中，要加強儀表的維護保養，特別是加強儀表注油管理。按照公司規定，

計量?jì)x表需要定期注油，特別是渦輪流量計正常運轉情況下需要每月注油一次。

2 計量?jì)x表管理措施

計量準確性至關(guān)重要，只依賴(lài)購買(mǎi)高精度的計量裝置是遠遠不夠的，需要提高整個(gè)計量表的管理水平。計量?jì)x表的準確計量、穩定運行是控制供銷(xiāo)差的基礎，是燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)控制供銷(xiāo)差的重要手段。通過(guò)計量管理來(lái)控制供銷(xiāo)差，首先應該從計量?jì)x表的管理著(zhù)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(hù)用氣量≥50 m3/h 的流量計必須帶有基表計數器，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、壓力數據的調取和比對，發(fā)現數據異常，必須及時(shí)維護維修。

(4)加強客戶(hù)端計量?jì)x表的監管。建立用戶(hù)燃氣設備臺賬，定期安檢、抄表，排查私拉亂接、儀表使用不正常等現象，及時(shí)解決儀表不匹配問(wèn)題。

(5)利用 SCADA 系統和工商業(yè)遠程監控系統，對門(mén)站和大型工商業(yè)用戶(hù)的流量計狀態(tài)進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控，便于及時(shí)發(fā)現異常情況。定期使用光電接頭調取數據，通過(guò)對歷史數據的分析，判斷故障發(fā)生的時(shí)間和原因，及時(shí)發(fā)現個(gè)別用戶(hù)惡意偷氣的時(shí)間段和用氣量。

(6)為保障計量的不間斷性，燃氣公司應保持一定數量的周轉表庫存，以備在用計量設備發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)更換。

(7)注重流量計的周期檢定和清洗，及時(shí)發(fā)現和處理流量計的灰塵沉積、倒轉和過(guò)載等問(wèn)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(hù)與居民用戶(hù)相比，使用智能儀表較多、用氣量大、用氣不規律，所以更要重點(diǎn)關(guān)注燃氣工商業(yè)用戶(hù)計量?jì)x表的管理。

3 結語(yǔ)

供銷(xiāo)差直接關(guān)系到燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)的安全基礎及經(jīng)濟效益，在燃氣運營(yíng)中有著(zhù)至關(guān)重要的地位。其中供銷(xiāo)差管理環(huán)節眾多，涉及生產(chǎn)運營(yíng)的方方面面，是燃氣經(jīng)營(yíng)企業(yè)綜合管理水平的集中體現，因此銷(xiāo)氣差是供銷(xiāo)差管控難點(diǎn)。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的各類(lèi)智能表)的運行進(jìn)行深入研討，對影響儀表計量的各類(lèi)因素進(jìn)行分析，上海上自?xún)x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(yíng)企業(yè)的供銷(xiāo)差，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。