温度压力对皮膜表计量误差及经济效益的影响

李星蓉 何海洋 邱显中 夏虹春

（1.中油南充燃气有限责任公司，四川 南充 637000；2.中国石油西南油气田公司川东北气矿，四川 达州 635000；3.中国石油西南油气田公司，四川 成都 610051）

0 引言

四川省南充市目前低压天然气居民用户大多采用膜式燃气表对燃气的使用进行计量，由于燃气是一种可压缩气体，其在不同的温度和压力下的体积流量有所不同，在燃气表的计量中，不同的温度和压力下计量的数值也会存在误差，影响交易结算的准确性。因此需要分析温度和压力对燃气体积的影响以及由此产生的计量误差对经济效益的影响，针对此问题提出降低计量误差的有效办法。

1 膜式表计量现状

1.1 膜式表计量原理

燃气表与古老的火车头有着相同的原理，靠燃气的压力对外作功，推动滚轮计数器计数。用“风箱”代替火车汽缸，用薄膜代替活塞。薄膜把盒内空间一分为二，各形成两个气室，每个气室都有通气口，可经过这个通气口进气或排气。当左室的通气口进气，右室的通气口排气时，燃气的压力作用在薄膜上，使薄膜向右运动。反之，若右室进气，左室出气时，薄膜就向左运动。

两个皮膜相互作用牵动的皮膜转轴作往复摆动，通过皮膜摆杆、皮膜摇杆及连杆去牵动一个共同的曲柄，当曲柄接收到的扭矩相差一定的相位（90°）时，就能做到连续转动，并由曲柄带动转阀连续运动，带动计数装置，从而达到连续自动计量的目的，如图1所示。

图1 膜式表工作原理图

1.2 膜式表用户分布情况

南充市使用膜式表的居民用户约26.7万户，商业用户约3 356户，工业用户3户，由此可知，居民用户采用的均为膜式燃气表，我国膜式燃气表的年产量估计为1 400万只，因此燃气计量是否准确所产生的经济影响是十分巨大的。由于膜式燃气表自身的成本低、量程比宽、适用于低气压小流量的计量特点，因此膜式燃气表主要用于民用燃气的交易结算。

2 温度与压力对计量误差的影响

式中， p为压力，kPa；V为气体体积，m3；n为物质的量，mol；T为绝对温度，K；R为气体常数，R＝8.314 Pa·m3／mol；V1、V2为变化前后的气体体积，m3； p1、 p2为变化前后的气体压力，kPa；T1、T2为变化前后的温度，K。

由公式可知，如果n不变的话，在压力增大的情况下，温度升高才能保证气体体积不变。根据查询南充市全年平均气温为14.5℃，统计出温度与压力对燃气体积的影响，如表1所示。

膜式表是根据燃气进出流量的天然气体积来测定流量的，其结算是以燃气的供气用户使用状态为计算依据（压力、温度不稳定），而与供气单位的结算是以场站天然气标准状态为计算依据的（压力、温度稳定），气体的体积受温度、压力的双重影响，购气状态与供气状态的不同造成了天然气体积的计量误差，这对结算产生了经济影响。

根据理想气体状态方程，见公式（1），分析温度和压力对气体体积的影响［1］。

表1 温度与压力对燃气体积的影响分析表

由表1可知，在民用供气状态下，气体体积损失率为3.8%～4.7%。通常民用气供气压力为2 500～3 000 Pa，若气体体积不变，则供气温度需要达到20℃左右。而绝大部分地区年平均气温不可能达到这个温度，此时温度、压力会使计量值偏低，从而造成经济损失。

3 计量误差对经济效益影响的分析及建议

3.1 计量误差对经济效益的影响

根据燃气公司2014-2017年用气量计算，公司年供民用气量分别为9 088×104m3、9 162×104m3、9 391×104m3、9 904×104m3，若体积损失率按照3.8%计算，则得出：① 2014年损失气量345×104m3，2015年损失气量348×104m3，2016年损失气量357×104m3，2017年损失气量376×104m3。② 经济效益的损失（若按气价1.835元／m3计算）：2014年损失633.08万元，2015年损失638.58万元，2016年损失655.09万元，2017年损失689.96万元。由此可见，由于温度、压力造成的膜式表计量误差每年给公司带来的经济损失均超过600万元，这不仅关系到社会居民的切身利益，也引起了政府相关部门的重视。而对于燃气公司来说，则会造成企业的经济损失，影响了企业的经营效益和发展，因此亟待采取措施来解决此问题。

3.2 建议

目前应对温度和压力对燃气表造成计量误差的问题主要采用智能式膜式燃气表和温压补偿的方法，选择智能式膜式燃气表，此类膜式燃气表是采用热敏材料、可根据温度变化自动调节回转体积的燃气表，消除了温度的影响，从而实现更加客观公平的燃气交易［2］。应严格按照检定规程对燃气表进行检定，逐年淘汰已不适应计量的膜式燃气表，必要条件下还需对膜式燃气表进行温度及压力补偿计算。由于对目前居民用户在用的燃气表无法加装温压补偿装置，所以可以考虑对新建用户或到期需要更换燃气表的用户安装具有温压补偿装置的燃气表［3］。

4 结束语

压力与温度对膜式燃气表计量产生的误差有较大影响。受环境影响，居民用气使用不带压力、温度补偿装置的膜式燃气表造成的天然气气量损失主要由燃气公司承担，造成的经济损失也主要由燃气公司承担。对此，应该采取各类补救措施加强膜式燃气表计量的准确性，以减少燃气公司的经济损失。