天然气长输管道输差问题的分析与研究

王秋天WANG Qiu-tian

（辽河油田燃气集团公司，盘锦124114）

0 引言

近些年，天然气以其高热值、安全洁净的特点逐渐成为新“能源革命”的主角，国家、产业和公众的利益的关系正随着天然气能源的发展而不断调整。而天然气消费市场中供需双方对计量精度的要求越来越高。当前，天然气管道运输行业中输差现象非常普遍，供需双方常常因为市场公平问题产生矛盾。天然气管道运输输差问题除了反映出计量问题外，还与输气成本密切相关，是事关企业经济利益的重要因素。

1 天然气输差控制概论

一般来讲，天然气长输管道输差现象的根源在于计量失误。在输气过程中，因仪表故障或非计量漏失导致计量失误而造成的输差现象比较常见。输差控制就是通过计量数据分析定量输差的异常程度以及造成定性输差的原因，同时针对存在输差的区域采取调控措施，控制输差范围。

1.1 天然气输差 天然气输差，即天然气在长输管道运输过程中量值减少。具体根据式（1）计算：

在式（1）中，t表示时间，T 表示时间周期（秒、小时、日或月等），Δ 表示天然气输差（m3），Qj、Qc表示流入集输系统的气量（m3）和流出集输系统的气量（m3）。

天然气计量是一种多参数的间接动态测量过程。以一个天然气管输企业为例，如果以年集输气量为10×108m3为例，天然气输差1%计算，则天然气输差可达1000×104m3，可见计量误差所造成的经济损失多么巨大。鉴于此，为了控制输气成本，避免企业的经济效益受损，有必要综合分析、研究天然气输差问题。

1.2 天然气输差定位基础工作 从经济效益的角度来分析，天然气输气管网系统越复杂，由输差造成的经济损失就越大，企业应该尽快锁定输差区域，及时采取调控措施控制输差，从而避免浪费输气成本。输差区域定位需要做大量工作，其中一些基础性工作至关重要。

1.2.1 计量资金投入 为了提高输差分析效率，首先要增加资金，完善输气管网的计量设施。投入的资金主要用于以下几个方面：①计量完善资金：首先要做到的计量点计量器具配备完善。实现站的进出口有计量，线的起点和终点都有计量。②计量改造资金：计量改造是为了缩减计量误差带给计量工作者输差分析的盲区。确保计量改造的资金供应到位是提高计量质量的重要前提。③计量专项资金：设立计量设施购置及日常校验专项资金，提高计量效率。

1.2.2 网络化输差控制管理 以往的输差分析是基于一个企业整体的天然气综合输差展开分析，并未充分考虑各分站、各长输管线的输差，最终的分析结果也只能反映整体的输差现象，而无法解决根本性问题。现代企业引入了量化分析理念，进一步健全了计量管理制度，完善了计量管理工作流程，构建了一套综合性输差管理网络系统，从根本上确保输差分析准确、客观，提高计量精度。

1.2.3 计量数据准确度保证 ①分别在天然气管网关键点和单位管理区域分界点布置计量交接点，由交方单位指派专人计量天然气流量，并调派专职人员定期维护和校验计量设施。接方单位也指定专职人员全程监督天然气流量计量以及计量设施的日常维护工作，以便发现问题时双方能够在第一时间协商处理；②结束当天的流量计量工作后，接方人员签字确认计量结果，交方在月底指派专人填报并签字确认《天然气计量交接记录单》；③强化企业内部的计量监督。计量管理部门定期抽查计量设施，对计量历史数据进行抽查并考核评比，从而提高计量数据准确性。

2 天然气输差分析方法

2.1 天然气输差分析 每日根据收集整理的当日的计量数据编写天然气输差分析日报表。实际工作中为便于读取和区分，可将输差归类为站输差、线输差、综合输差等。

式（2）中，ΔZ表示站输差（m3），ΣQJZ、ΣQCZ表示进出站总气量（m3）。

式（3）中，ΔX表示线输差，ΣQQD、ΣQZD表示起点和终点的总气量（m3），ΣQGB表示管存变化量（m3）。

③综合输差：若要计算某天然气管输企业的天然气综合输差，首先要做的是通过该企业的总外输气与总购气量之差进行物料平衡。

2.2 天然气输差分析方法 天然气管网输差分析的常见方法有：

2.2.1 计量先行法 输差分析首先定位计量仪表，因为计量设施故障导致的计量误差相对于管道泄漏更常见。计量仪器的日常维护与校验相对简单，而且比较及时。所以业界普遍认同“输差一出、计量先行”的计量校验处理方法。

2.2.2 瞬时流量平衡法 小范围的计量误差通常只需对计量仪器进行校验和封装，然后计算出每台仪表的流量瞬时值，再调整流量计量数据即可解决。若已超出误差范围，则要进一步调研输差现象，分析原因，直至流量平衡。有的线输差相距较远，流量平衡时可以借助手机现场通话，两边同时求取某一瞬时流量（注意考虑管存的变化量），实施观测输差的变化。

2.2.3 计量数据跟踪法 天然气管网的计量数据通常都存在值传递的特性，要针对某台计量仪表分析其准确性，只要知道该计量点的上游计量点和下游计量点的计量数据，根据对比就可以分析该计量数据的准确与否。

2.2.4 缩短周期法 天然气输差仅靠日输差分析是不够的，条件允许的情况下应缩短分析周期。可以使用SCADA系统进行输差自动分析预警，尽快锁定输差源头，指派专职计量人员以小时为单位，采集各站的温度、压力和流量数据，根据采集的数据信息分析长输管网出现输差现象的原因，并制定针对性的解决对策，控制输差，降低运营成本。

2.2.5 量值溯源法 在天然气的量值溯源过程中，涉及到介质、流量范围、压力、温度等条件的影响。通过一条具有不确定度的不间断比较链，使测量结果能够与有关的测量标准联系起来。天然气管输企业应根据自身的特点，建立与之相适应的量值溯源体系，保证计量准确可靠，为输差考核提供准确的数据。

总之，天然气长输管道输差控制与输差分析是全面应用天然气计量知识，快速响应并处理现场计量故障的综合技能，通过计量人员的艰苦努力，坚持诚信为本，求真务实，有效控制输差，实现供需双方双赢，使天然气计量的准确性更上一个新的台阶，为天然气事业大发展做出更大的贡献。

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