天然气流量积算仪校准与节能效果分析

董洁（大庆油田技术监督中心计量检定测试所）

大庆油田加快了天然气上产步伐，天然气产量2019 年要达到45×108m3。天然气产量得到了迅速发展，但目前天然气计量工作跟不上发展需要，相对落后。各种流量积算仪在天然气集输过程中得到了广泛的应用，但由于流量积算仪本身误差的累计，造成天然气上下游天然气年度气量结算出现较大的差距，本装置主要就是针对现状，于现场对流量积算仪显示数据进行校准，从而为天然气流量计量提供准确的数据支持。

1 流量积算仪的应用

天然气计量对于天然气的贸易结算来说，其准确性备受关注，天然气的计量工作引起了人们的提别关注。最近几年国内的计量技术发生了一些新的变化，未来国内的天然气的计量工作会逐步实现智能化，并依靠网络实现远程仪表通信，做到实时监控，数据自动记录和归档等[1-4]。因此检定方式逐步以实际工况下的天然气作为检定介质，量值溯源初步实现从静态单参数向动态多参数溯源发展。仪表选型使用的标准逐步从单一仪表向多元化仪表发展，针对不同的天然气流量特点和工况条件选择多元仪表进行流量测量，同时逐步实现对计量系统的数据进行全过程的监控管理[5]。

近年来，以微控技术为核心的智能流量积算仪已经在天然气流量计量中得到了较为广泛的应用，目前大庆油田的天然气计量中主要以天然气流量计算机系统和智能流量积算仪为主，其中智能流量积算仪以其体积小，投入小，功能强大，应用广泛，可以同天然气流量计配套使用。它具有温度计压力补偿功能并对理想气态定律进行补偿，对天然气的瞬时流量和累计流量进行计算并显示。随着采用高性能的微控器和集成化A/D 转换电路，天然气流量积算仪的测量精度也会大幅度提升，进而提高整个大庆油田的天然气计量水平。

2 流量积算仪的原理及产生误差分析

流量积算仪是应用普遍的一种智能型仪表，可以同多种传感器或变送器配套使用。它最基本的原理就是采集现场的模拟量信号并转换成数字信号，通过信号传输，经过微处理器进行相应的数学计算进而得出天然气的瞬时流量和累计流量。也就是说该设备经过温度变送、压力变送、压差变送将现场的温度、压力、压差转化为电信号。将该数值引入相关计算从而得出天然气流量，见图1。

图1 天然气流量积算仪基本原理

由于流量积算仪功能多，使用复杂，使用容易出现故障[6]。误差主要来源于两方面：一是信号转换，因为现场的信号一般是电流信号，需将电流信号转换成电压信号进行引入计算，由于现场干扰较多，特别是电流衰减造成了误差的产生；二是天然气流量积算仪采用的计算方法，也就是计算软件产生的误差。

3 天然气流量积算仪现场校准装置

针对以上流量积算仪在计量中存在的问题，研发了天然气流量积算仪校准装置。该装置为便携式多路过程智能校验装置，可以实现在天然气计量中同步输出、同步测量多路信号；过程和数据处理软件符合相关标准的要求，可以按照生产实际对相关参数进行调整和修改；实现多种信号接口的有效连接，消除测量过程中信号的干扰。同哈工大联合开发的软件，严格安装国际标准编写，并经过验证，保证了天然气流量软件计算准确。该装置简易图见图2。在实际的校准工作中，采用将该设备并行到流量积算仪信号采集中，将流量积算仪显示的数据同所研发的流量积算仪校准装置显示数据比较方法，采用相对误差的计算方法，得到校准结果。

图2 天然气流量积算仪校准装置简易图

4 流量积算仪校准装置实际应用

计量是节能的基础，是节能效果的重要的数据支撑，计量的准确程度直接影响到能耗水平。天然气生产和输送是天然气能耗中的重要一环，只有提高计量水平，避免“气糊涂”的产生，才能正确的对天然气企业的能耗数据进行统计，对能耗真实水平分析和应用[6]。根据以上校准方法，对天然气相关单位的天然气流量积算仪进行了数据校准，为天然气的计量工作提供了一种有效的现场校准方法。如在天然气的输送和销售时，双方对天然气的流量存有异议，采用该装置实地校准，经过测算，1 h累计天然气误差为2.66 m3，如1 年按照300 天，每天24 h 进行估算，天然气1 年累计误差为19 152 m3。实际问题得到了解决。表1 为校准数据。

表1 校准数据

5 结束语

经过流量积算仪校准装置的标准计算，一年可以累计产生近2×104m3天然气的计量误差，因此要定期的开展天然气流量积算仪校准工作，确保天然气能源计量数据的准确可靠。只有天然气上下游企业有可靠的计量数据，才能为天然气相关企业优化产业结构，提高用能效率，优化工艺和设备，制定能源的量化管理。只有提高天然气的计量工作，才能有效的避免“气糊涂”的产生，确保天然气能源计量的准确可靠，为相关企业的能源开展宏观的科学调控起到重大的作用。