浅谈如何保障中哈天然气管道末站计量的准确性

叶海斌　赛依克江　俄德尔希

摘 要：中哈天然气管道是国内第一条进口天然气管道，它的重要性毋容置疑，霍尔果斯计量站作为中哈天然气管道的末站，其核心工作就是通过先进的计量系统准确掌握计量设备运行参数和计量数据完成向国内输气的任务。该计量站自投产至今，通过几年输气经验的不断积累，已建立了一套比较完整的计量管理体系，本文介绍了中哈天然气管道末站在向国内西二线转供气的地位和重要性，以及通过技术手段和管理措施方面阐述了该站在天然气国际贸易交接计量中做出的努力和成果，并提出了今后天然气准确计量的措施及发展方向。

关键词：天然气 贸易计量 中哈天然气管道 霍尔果斯计量站

中亚天然气管道起源来自土库曼斯坦，以300亿方/年稳定供气30年，其中起点位于土库曼斯坦-乌兹别克斯坦边境的格达伊姆以及哈萨克斯坦阿拉木图州，终点位于中国新疆的霍尔果斯、采取双线敷设，单线长度1833km，设计压力为9.81MPa，管径为1067mm，管材为X70。工程启动于2007年7月，2009年12月实现单线通气，历时两年半时间，创造了从项目论证到实现商业运行跨多国管道建设的新记录。霍尔果斯计量站在国内建设，距离中哈边境4.4km，是中亚天然气管道的末站，来自中亚的天然气经该站国际贸易计量后输送给国内西气东输二线霍尔果斯压气首站，由于霍尔果斯计量站是中哈两国海关监管场所，其计量准确性显得格外重要，不得出现丝毫差错，否则可能会引起中哈两国天然气国际贸易计量纠纷[1]。如何保证这些计量器具的准确可靠、建立和完善计量管理体系，是霍尔果斯计量站计量工作的中心任务。

一、集团公司对霍尔果斯计量站计量系统的检查情况

1.中国石油天然气股份公司海外勘探开发分公司于2009年11月25日在霍尔果斯组织召开了“中国天然气管道霍尔果斯末站投产条件检查”现场会。专家组认为：霍尔果斯计量站各类计量设备、检测仪器的选用符合GB/T18603《天然气计量系统技术要求》[2]、GB/T18604《用气体超声流量计测量天然气流量》[3]、GB/T22723《天然气能量测定》[4]、和GB17820《天然气》[5]等国家标准要求。霍尔果斯计量站计量系统具备投产条件、符合投产要求。

2.超声流量计在线诊断、声速核查及计量输差检查。2010年9月25日～30日，由集团公司质量与节能部、天然气与管道分公司、海外勘探开发公司、中石油国际事业部、中亚管道公司、西部管道公司、国家石油天然气大流量计量站及南京分站、石油工业质量监督检验中心组成的工作小组对霍尔果斯计量站和西二线首站计量系统进行了检查，核查结论：

2.1两站的计量设备运行正常，并已按要求进行周期送检，超声流量计在线诊断和声速核查全部合格。

2.2 2010年9月21日～25日期间，两站的日最大计量输差为0.10%，5天累计计量输差为0.02%，其比对结果完全符合要求。从而，可判定目前两计量站的计量系统运行正常，计量数据准确可靠。

2.3硫化氢在线检查结论。

A 示值误差：现场配置的在线硫化氢分析仪的示值误差为0.15ppm，满足JJG 695-2003[6]规定的示值误差不超过5ppm要求。

B 重复性：在线硫化氢分析仪对9.1ppm硫化氢标准气连续测定结果的重复性不大于1.0%，满足JJG 695-2003规定的重复性不大于2%的要求。

C 在线硫化氢分析仪测定结果与标准气体浓度的一致性：在线硫化氢分析仪分析9.1ppm标准气体时的分析结果与标气示值是一致的。

结论：在线硫化氢分析仪满足JJG 695-2003的示值误差和重复性要求，满足硫化氢在线检测的需要。

二、从技术上确保精确计量

1.设置高、低流速报警

根据提供的气体流速，进行高、低流速报警的设定，高流速报警设定为 20m/s，低流速报警设定为3m/s，目前流量计在15 m/s状态下运行，瞬时流量变化率高报10000（Nm3/min），每小时与首站对比小时流量、小时累计数据，确保流量计在最佳状态下运行。

2.流量计声速检查

根据上位机提供的 8 台流量计各 4个声道的实际声速和 1 个理论声速（按AGA10 号报告计算）。每日由技术人员对流量计声速核查数据进行两次检查；流量计信噪比数据控制在不低于800，低于800高于500需要切换流程将此回路作为备用，每日需要进行四次声速核查并记录相关数据，低于500需通知厂家，目前投用流量计信噪比在2500～3000之间；每年厂家工程师进行3次计量回路的体检，以做到预先发现设备故障隐患；南京大流量检定站每年进行一次声速核查和六年一次实流标定，以确定流量计的计量准确度。

3.超声探头增益核查

根据上位机提供的8台流量计的各4个声道的超声探头增益值，正常增益值最大要求不超过高报警点65dB，高于70dB需通知厂家，计量站流量计探头的增益在39～41dB之间，超声探头运行正常，符合要求。

4.跟踪对比历史趋势图

对流量计压力、温度、流量、气质时时采集，绘制52条历史趋势曲线。（其中，11条压力趋势曲线，4条温度趋势曲线，21条流量计趋势曲线，16条色谱趋势曲线）方便了工作人员对设备运行状态的分析判断；通过报警和在线流量计历史趋势图可以判断流量计的运行状态及时发现问题，并采取切换备用流量计等措施。

5. 2009年6月28日及2011年7月21日，8台超声波流量计两次全部通过了南京大流量测试中心的检定；投产至今霍尔果斯计量站的36台次计量设备、仪表都通过中国计量院的检定并通过哈国计量院检定。

三、从运行管理上确保精确计量

1.加强计量系统的运行检查。计量站工作人员每四小时对现场计量系统进行一次巡检，发现问题及时上报处理，技术服务中心人员每月对上位机、通讯、仪表自动化等方面进行一次巡检，霍尔果斯维抢修队每日对现场仪表、供电情况进行检查。

2.完善预案管理。校核流量计系统故障处置预案，加强应急预案演练；每小时从上位机自动采集每路流量计数据（工况累计流量、标况累计流量、质量累计、能量累计）；在运行计量回路出现故障时，可以在1分钟之内切换到备用计量回路，保证了运行计量回路计量数据的准确可靠。

3.气相色谱发生故障时流量计算采用最后一次完好值。当气相色谱发生故障时，分析值选用故障发生前采集的正常值。

4.确保计量准确所做的其它工作。对计量系统分析小屋自动和手动取样口加电伴热带；过滤分离器集液包加电伴热保温；配备用于水合物解堵的甲醇泵；对备用流量计整流板采用电热带加热方式消除流量计整流板上附着的水合物；同时我们计划上报采购备用流量计和流量计算机。

5.时刻关注分析小屋设备运行情况，确保气质分析设备处于最好工作状态。为了保障气质分析小屋各种分析设备正常工作，及时更换分析仪易耗材料。

6.色谱标气选择中国计量院标气。结合中亚管道输送气质的实际组分，由EMERSON厂家提供标气配比建议，色谱标气采用中国计量科学院提供的标气，保证了气质分析的准确性。色谱每日标定一次，样气分析非归一化总数控制范围在98～102%之间，目前样气分析非归一化总数正常。

7.与西二线首站每小时比对计量数据。每日与西二线首站对比气质参数，如发现曲线出现波动及时与西二线首站、哈国MS计量站等比对数据；每小时与西二线首站比对瞬时流量、压力、温度等参数，每天比对当日交接分输量，每月底比对当月分输量。截至目前，通过比对，两站计量和气质分析情况符合相关要求。

8.每年10月份做好设备冬季正常运行的维护工作，包括：温井硅油的置换和压变及压力表取压管线的排污。

9.海关监管。中、哈海关对计量站流量计、流量计算机机柜及越站阀门等施封34个点，现场安装了六个中国海关监管摄像头，存储器可存储3个月的历史录像并传送至乌鲁木齐总关。每月月底抄取流量底数，确保计量数据准确、合法。

10.检验检疫局的监管。霍尔果斯检验检验局的监管在霍尔果斯计量站对气质分析进行监管，每天离线到实验室进行检测，与计量站分析结果进行比对。截至目前，未对计量站气质分析提出任何异议。

霍尔果斯计量站自投产运行以来，截至2012年6月30日已经累计输送天然气302亿标方，虽然出现过流量计算机I/O板、CPU板损坏等故障，但未对计量造成任何影响，故障也得到了及时处理。综上所述，霍尔果斯计量站计量系统运行正常，交接计量准确无误。

四、计量准确的几点建议

1.采用先进的计量监测手段和计量技术

1.1计量装置和仪表的准确度越高，计量结果就会越准确；

1.2计划采购计量系统CBM远程诊断系统，以实现实时监测计量系统的数据及故障信息，并记录计量系统的运行数据以作后期的对比，来确定设备相关参数的趋势信息；

1.3按照国家要求的检定周期对计量器具进行校验，确保计量器具准确可靠；

1.4定期对计量器具进行系统维护，确保系统正常运行；

1.5根据目前计量站的运行情况，建议中亚天然气管道C线的计量设备采用更为可靠的设备，包括：温变、压变、超声波流量计、色谱分析仪、烃露点、水露点分析仪以及流量计前后直管段都采用美国原厂生产。

2.建立、加强和完善的计量管理体系

先进的计量监测手段和计量技术是准确计量的前提条件，计量管理体系的建立、加强和完善，是一个在生产中不断总结、不断完善的过程。有效运行计量管理体系，是提供准确的计量数据，保证产品质量及提高经济效益的关键所在。

3.加强计量人员素质的培训

目前很多先进设备，先进技术，先进方法都已应用到生产过程中，则需要建设一支高素质的队伍去管理和掌控，因此加大人员计量应用知识的培训是做好计量管理工作的一个重要因素。

4.建立输差比对体系

每日对比计量站和西二线首站的计量数据和当日设备的重要操作事件，协商讨论合理的输差范围，如果输差超出误差范围，查找原因并进行记录。

参考文献

[1]GB/T 18603-2001，天然气计量系统技术要求[S].

[2]GB/T 18604-2001，用气体超声流量计测量天然气流量[S].

[3]GB/T 22723-2008，天然气能量的测定[S].

[4]GB 17820-1999，天然气[S].

[5]JJG 695-2003，硫化氢气体检测仪检定规程[S].

[6]邓传忠，郑永建，李伟.流量计量准确性对海上气田生产管理的影响[J].天然气工业，2008，28（7）：99-102.

作者简介：叶海斌，助理工程师，1983年出生，2007年毕业于辽宁石油化工大学环境科学专业，现主要从事输气管道的计量管理工作。