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天然气流量计量异常的判断依据及方法
发布时间：2017-09-01
随着科学技术的进步，在流量技术发展领域，各种新型仪表层出不穷，这为流量仪表的选用，提供了广阔的选择余地。但当仪表选型确定以后，如何在现场实际应用保证计量仪表的准确、可靠运行，将是每一个计量技术及管理人员面临的首要问题，尤其是在天然气流量计量方面，这个问题更显得突出。这主要是由于天然气流量计量的动态间接性、多参数性、可压缩性、连续性、不可复现等原因;其次也由于在矿场集输过程中集、输、配场站情况的复杂性与多变性，更增加了准确计量天然气流量的难度，影响了计量仪表的准确性、可靠性，给集、输、配、用户之间带来了不少的计量纠纷。因此，在实际的工作中，如何及时、准确判断、发现故障原因，规范处理计量故障、减少计量纠纷、避免矛盾扩大化，以维护企业的经济利益，树立企业的良好信誉，是天然气计量管理人员和技术人员日常工作中的一个重点。
1流量计量异常的判断依据
在天然气流量计量中，判断计量仪表运行是否正常、管网是否有泄漏，通常是通过分析一个特定区域内的计量数据即集输气量是否符合集输平衡原理来判断的。
所谓集输平衡原理，就是在一个特定的计量区域内在不考虑管存量和漏失的理想情况下，所有输人的总气量，就等于总的输出量，即而在实际中，由于计量仪表误差的随机性和管道输损的存在，此关系式只是近似的。近似的程度通常用输差的大小来衡量。输差又分绝对输差Δ和相对输差δ 。
因此通过计算δ ，根据δ 的大小，就可判断计量仪表运行是否正常、管网是否有漏失、或窃气现象。
2判断计量异常的方法
2.1观察法
根据流量仪表现场显示的参数、现象、判断仪表运行是否正常。如:温度显示是否异常、与实际相差多大;压力显示是否异常、介质压力是否在仪表允许的范围内;瞬时流量范围是否超限运行、或是流量工作点在仪表量程的下限附近运行等等。
2.2对比法
就是将同属一个压力系统的不同计量仪表的有关参数或是辅助计量仪表的相关参数进行比较，以检查仪表是否有参数显示异常。如温度参数、压力参数、辅助压力表、温度计显示的示值等。
2.3替代法
即选用合格的、同规格的仪表替代可疑仪表，以检查替换前后仪表显示参数和流量是否有明显差异，进而判断被替代的仪表是否正常，以缩小对在用仪表怀疑的范围。
2.4互换法
即将同规格的、可相互对比的、显示参数无异常的计量仪表进行互换安装，观察互换前后两台仪表的运行情况，从而分析判断是否有仪表运行异常。
2.5减法原理
所谓减法原理，就是在一个集输平衡系统中，减少一个用户或是减少一个集气点时，新系统仍然是一个集输平衡系统。
其中Qj表示第j个用户(或集气点)所用(或集)气量。
实际判断时:
如果成立，则说明ΣQj为异常工作仪表。
2.6加法原理
和减法原理同理，就是在一个集输平衡系统中，增加一个用户或是增加一个集气点时，新系统仍然是一个集输平衡系统。
其中ΣQj表示第j个用户(或集气点)所用(或集)气量。
实际判断时:
如果则说明Qj为异常工作仪表。
3典型判断实例
在某集、输配天然气站中所用计量仪表均为LUXZ系列智能型旋进旋涡流量计，在投产之后，发现集输气量严重不平衡，输差非常大，有时竟高达-40%以上，造成集、输、用各方无法正常交接，为了降低输差、解决纠纷，维护各方的利益，开始查找原因。
该集、输气站的计量工艺如下:
(1)首先采用观察法
发现集气单位的外输计量表瞬时流量显示间断出现零流量、而有瞬时流量时显示却异常的高，该计量表为LUXZ一100B一1.0/1.6MPa工作压力在pg =0.6MPa时，流量范围为350一5250 m3/h(标态)运行瞬时流量qv为850一480m3/h，远高于柳企1#进站总计量和用户合计的瞬时流量qv为380一480m3/h;故而怀疑卫气1#站外输计量表，因流量计的量程过大，流量工作于下限附近，受外界信号干扰，造成数据失真。
(2)分析论证
为了确定由观察分析得出的结论是否正确，采用替代法，在卫气1#站外输的旁通管道上安装了一台刚检定合格的流量计(LUZX一80B一1.0/1.6MPa)该流量计在pg = 0.6MPa下，其流量范围为154~2380m3/h(标态)，安装后仪表运行的瞬时流量为580一650m3/h，说明观察法得出的判断是正确的。
(3)采用互换法
经过替代法替换仪表后，输差虽然有所下降，但仍然较大。
因此，根据表1，考虑使用互换法，以检查柳企1#进站计量仪表，在拆卸该流量计时，发现该表已严重损坏:在流量计的上游进气口有大约30cm3大的石块，流量计的旋涡发生体已内陷4cm，且旋涡发生体的叶片也有两片断裂，故该表记录的流量信号严重失真。因此，将故障仪表拆除，启用备用流量计。备用表运行稳定后，卫气1#外输与柳企1#进站数据(备用表)非常吻合，但与下游用户的流量仍相差大约150m3/h。通过此事表明，尽管在某一小区域内计量数据符合集输平衡原理，但并不表示计量仪表的运行就是正常的，说明分析问题要树立全局的观念，以免误导。
根据柳企1#站内输差的情况，为了尽快在7个用户的计量仪表中即要找到故障仪表，又要不影响其它企业的正常生产，避免矛盾扩大化，并维护企业的经济利益，因此，开始采用加法和减法原理进行判断。
在实验中，由于所有流量计都在一个站内，因此，采用了用瞬时流量qv代替累计流量Q来说明问题，这样做并不影响判断、分析的准确性。
从实验数据可以明显地看出，用户2#的流量计是故障仪表，且影响量约为150~160m3/h.(5)采用加法原理，实验数据如下:
从实验数据上分析，明显可以看出用户2#的流量计属于故障仪表，而且从进一步的验证中可验知道，用户2#所少计量的气量，正好和用加法原理、减法原理中用作对比的绝对输差数据相吻合，即总的输差量相吻合，这也就是说明，在7个用户中只有用户2#的表现出了故障。
经将用户2#的流量计拆卸检定、检查，果然是其发生了机械故障，剔除后，柳企1#站内的输差也恢复了正常。
4结束语
通过实例的分析，可以知道，在分析、判断、查找故障仪表的过程中时，经常需要动用多种判断方法，通过逐步排除的方式，最终才可能找到故障仪表或是产生输差的原因。笔者在此是通过智能旋进旋涡流量计在天然气中的使用的一个实例来说明各种判断方法的，在实际的工作中，由于各种仪表的工作原理、使用范围、流体介质等特性，还有许多其它的判断方法需要我们去研究探讨。
摘自：中国计量测控网
