天然氣貿(mào)易計(jì)量中計(jì)量適應(yīng)性的研究

天然氣貿(mào)易計(jì)量中計(jì)量適應(yīng)性的研究

在天然氣貿(mào)易的轉(zhuǎn)移中，測量裝置的精度和穩(wěn)定性非常重要，是交易計(jì)量的公平公正先決條件。天然氣管道供氣公司作為一家從事天然氣經(jīng)營的專業(yè)化公司,需要從上游公司購買天然氣,向客戶和下游公司銷售天然氣,購入和賣出天然氣的計(jì)量是否準(zhǔn)確,輸差的大小,將直接影響公司的經(jīng)濟(jì)效益和信譽(yù)品牌。要保證計(jì)量的準(zhǔn)確性,只依賴購買高精度的計(jì)量器具是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,更需要保障和維持整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的精度。武漢市天然氣有限公司從2004年12月開始正式供應(yīng)天然氣,在天然氣置換之初,就對原有人工煤氣的計(jì)量器具適應(yīng)性做過系統(tǒng)評價(jià),并制定了流量計(jì)改造更新計(jì)劃,對新發(fā)展用戶計(jì)量器具的選型進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范工作,隨著近期天然氣供應(yīng)計(jì)量中先后出現(xiàn)的問題和經(jīng)驗(yàn)積累,不斷地對計(jì)量系統(tǒng)的選型、設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)等程序進(jìn)行補(bǔ)充和完善,有效地控制了輸差。1天然氣計(jì)量的特點(diǎn)與計(jì)量單元標(biāo)準(zhǔn)要對天然氣進(jìn)行計(jì)量,必須熟悉和了解計(jì)量的主要特點(diǎn),也只有圍繞這些特點(diǎn)才能建立起一套得到認(rèn)可并滿足要求的天然氣貿(mào)易計(jì)量系統(tǒng)。1.1管理統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)(1)準(zhǔn)確性(精確性),是表征計(jì)量結(jié)果與被測量的真值的接近程度。(2)一致性,計(jì)量單位的統(tǒng)一是量值一致的重要前提。(3)溯源性,任何一個(gè)計(jì)量結(jié)果,都能通過連續(xù)的比較鏈溯源到計(jì)量基準(zhǔn)。(4)法制性,貿(mào)易結(jié)算中的計(jì)量,不僅要有一定的技術(shù)手段,而且還要有相應(yīng)的法律、法規(guī)的行政管理和法制保障。我公司對流量計(jì)的選擇和管理都是圍繞計(jì)量的這4個(gè)特點(diǎn)來進(jìn)行的。1.2熱值聚氧1目前天然氣計(jì)量在國內(nèi)還是普遍以天然氣的流量體積計(jì)量,以標(biāo)準(zhǔn)立方米為計(jì)量單位,但國內(nèi)與國外確定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是不同的,國內(nèi)是以1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、20℃為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),國外一般是以1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、15℃為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。天然氣作為一種原生礦產(chǎn)資源,其產(chǎn)地不同,熱值也會(huì)隨組分的變化而變化,以熱值能量作為交接計(jì)量單位更為科學(xué)合理。國外發(fā)達(dá)國家多使用熱值能量作為交接計(jì)量單位,我國正在醞釀天然氣產(chǎn)業(yè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的變革,從現(xiàn)在的體積計(jì)量過渡到能量計(jì)量,與國際上通行的計(jì)量模式接軌。2門站計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)要有效地控制輸差,建立公司完善的計(jì)量體系,必須從源頭抓起,購入天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確性是體系的關(guān)鍵點(diǎn),也是公司利益的保障。武漢在門站建設(shè)初期即在設(shè)計(jì)文件上明確建立與上游分輸站對應(yīng)比對計(jì)量系統(tǒng),但因建設(shè)工期與供貨等原因,在先期門站建設(shè)完成投入運(yùn)行后,比對計(jì)量的流量計(jì)一直沒有安裝。按照與上游簽訂的供氣合同約定,交接計(jì)量以上游公司的計(jì)量儀表讀數(shù)為準(zhǔn),下游計(jì)量讀數(shù)只作為比對參考,許多公司為了節(jié)省費(fèi)用,省略了門站的比對計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)。在進(jìn)行天然氣置換工作的初期,公司研究決定正式啟動(dòng)門站計(jì)量系統(tǒng)建設(shè)工作。2005年3月開始門站計(jì)量器具選型工作,明確了所選門站計(jì)量器具類型與中石油分輸站的類型和品牌一致。公司撥付了專門資金保證建設(shè),一期購買了3臺(tái)0.5級D300英斯卓美的超聲波流量計(jì),并送到華陽進(jìn)行了實(shí)流檢定,于2005年底完成安裝并投入運(yùn)行,并配套完成了色譜小屋的建設(shè)。隨著供氣量的增加,2007年4月再次啟動(dòng)了二期計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè),準(zhǔn)備在今年年底完成新增3臺(tái)超聲波流量計(jì)的安裝。在超聲波流量計(jì)的日常運(yùn)行中,堅(jiān)持每日與上游的計(jì)量讀數(shù)進(jìn)行比對,與上游的計(jì)量數(shù)據(jù)的差異基本上都在2%誤差范圍內(nèi)。個(gè)別出現(xiàn)過兩邊計(jì)量讀數(shù)差異較大的情況,我們據(jù)此向上游反饋溝通,上游分輸站及時(shí)修正了讀數(shù),保證了供氣量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。在上游分輸站流量計(jì)發(fā)生故障時(shí),我公司的計(jì)量讀數(shù)也是交接計(jì)量的依據(jù)。比對計(jì)量的流量讀數(shù)可通過SCADA系統(tǒng)上傳到公司的調(diào)度中心,也便公司適時(shí)掌握供氣狀況,便于管理。我公司每周還會(huì)進(jìn)行一次色譜分析,準(zhǔn)確檢測天然氣組分和熱值,適時(shí)與上游提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,及時(shí)地修正流量計(jì)算機(jī)的天然氣組分,計(jì)算出壓縮因子保證高壓交接計(jì)量的精度。3流量計(jì)的選擇和選擇目前常見的有孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲流量計(jì)及羅茨流量計(jì)等,中石油系統(tǒng)以及老的天然氣公司主要是以孔板流量計(jì)為主,其歷史較長,成熟可靠。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了渦輪流量計(jì)、超聲流量計(jì)等更為先進(jìn)的流量計(jì),這些流量計(jì)性能可靠、維護(hù)簡單,得到了廣泛的應(yīng)用。我公司根據(jù)自己的實(shí)際情況以及用戶發(fā)展的特點(diǎn),對工商業(yè)計(jì)量器具的選擇進(jìn)行了以下工作:(1)充分了解各種類型流量計(jì)的特點(diǎn),選擇適合公司要求的流量計(jì)類型范圍。武漢市天然氣有限公司雖然目前的年供氣量才3億m3,但供氣的用戶類型較多,工商業(yè)各類用戶已達(dá)到1600多家,由于用戶的用氣性質(zhì)和規(guī)律都不同,給流量計(jì)的選擇和運(yùn)行維護(hù)都帶來了難度。經(jīng)過前期仔細(xì)的了解比較,并根據(jù)各類貿(mào)易流量計(jì)的造價(jià)及應(yīng)用情況,確定了主要采用皮膜流量計(jì)、羅茨流量計(jì)、渦輪流量計(jì)及超聲流量計(jì)等類型,它們都具備技術(shù)成熟可靠、維護(hù)簡單、計(jì)量性能穩(wěn)定和精度高等特點(diǎn)。(2)根據(jù)流量計(jì)的量程比特點(diǎn)確定選擇類型范圍。每種流量計(jì)的量程比不同,計(jì)量的原理不同,適應(yīng)的計(jì)量類型也不同。考慮流量計(jì)價(jià)格和用戶特點(diǎn)等因素,同時(shí)根據(jù)各類流量計(jì)的工藝特性明確規(guī)定了每類流量計(jì)在不同壓力、流量下的使用范圍。初步確定各類流量計(jì)的選擇范圍(1~25m3/h選用皮膜表,26~300m3/h選用羅茨流量計(jì),301~6500m3/h選用渦輪流量計(jì),大于6500m3/h選用超聲流量計(jì)),并要求流量大于50m3/h的流量計(jì)必須帶壓力和溫度補(bǔ)償。(3)確定合理的計(jì)量精度要求。流量計(jì)的精度等級越高,流量計(jì)的價(jià)格會(huì)越高。無謂地增大精度等級,會(huì)增大投資,而且檢定周期也相應(yīng)較短。我公司確定:對大流量的計(jì)量應(yīng)適當(dāng)選擇精度等級高的,對小流量的計(jì)量應(yīng)適當(dāng)選擇精度等級相對低的。公司目前選擇流量計(jì)的計(jì)量精度以1級為主,輸差基本上控制在3%左右,效果較為明顯。(4)驗(yàn)證流量計(jì)的型式批準(zhǔn)證書?？紤]到計(jì)量的法制性,我公司對選用的流量計(jì)都驗(yàn)證了由國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)的流量計(jì)型式批準(zhǔn)證書,特別注意型式批準(zhǔn)證書對每個(gè)品牌流量計(jì)批準(zhǔn)的精度等級。(5)通過調(diào)查比較質(zhì)量和售后服務(wù),確定不同類型流量計(jì)的備選品牌。流量計(jì)一旦出現(xiàn)故障,將會(huì)影響正常的供氣和準(zhǔn)確的計(jì)量,因此要求流量計(jì)的故障率低,供應(yīng)商反應(yīng)速度快,能及時(shí)能消除故障和處理問題。我公司十分注重流量計(jì)品牌質(zhì)量和售后服務(wù)的能力,考慮到計(jì)量儀表的精度和長期穩(wěn)定性,我們對每一類流量計(jì)性能和其它用戶反饋情況進(jìn)行了多方面比較,確定了3家主供品牌,1~2家備選品牌,再根據(jù)售后服務(wù)的水平進(jìn)行調(diào)整。(6)對表體計(jì)數(shù)器的要求。考慮到體積修正儀的電子儀表存在發(fā)生故障可能,我們要求對用量較大用戶的流量計(jì)(主要是渦輪流量計(jì))必須帶有基表計(jì)數(shù)器,以確保計(jì)量的完整性、有效性,公平合理地解決貿(mào)易計(jì)量糾紛。曾有一家大型工業(yè)用戶因體積修正儀的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題,我公司依據(jù)基表計(jì)數(shù)器的讀數(shù)成功地索回氣款,解決了計(jì)量的糾紛。4完善測量系統(tǒng)的組成在幾年的營運(yùn)實(shí)踐中,我公司充分認(rèn)識到,要保證精確的計(jì)量,必須保證整個(gè)系統(tǒng)的精度,應(yīng)盡量排除影響系統(tǒng)精度的各類因素。4.1管流器的安裝選擇精度好的流量計(jì),并不意味著就能進(jìn)行高精度的計(jì)量。需要對速度型流量計(jì)的前后直管段的保障以及整流器進(jìn)行合理的選擇和安裝,否則也會(huì)因流態(tài)變化影響計(jì)量精度。我公司在選用速度型流量計(jì)(渦輪表)時(shí),特別注意(前后直管段的保障以及整流器的選擇),以減少流態(tài)對計(jì)量精度的影響。4.2壓力大的壓力因?yàn)閲鴥?nèi)以1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、20℃為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),一般天然氣的管輸溫度為5~6℃左右,低于20℃,不對用量較大的流量進(jìn)行溫度修正,會(huì)有1%~2%的誤差值,同樣當(dāng)壓力超出2000Pa,也會(huì)有1%~2%的誤差值。我公司對全部工業(yè)用戶和大部分氣體流量較大的商業(yè)用戶都安裝溫度和壓力補(bǔ)償。4.3程比無法滿足計(jì)量需求針對下游用戶用氣流量波動(dòng)較大,選用單一流量計(jì)的量程比難以滿足計(jì)量需求時(shí),我公司與供應(yīng)商溝通探討,通過選擇大表和小表兩塊,完成有大小流量切換功能的計(jì)量撬的設(shè)計(jì)和安裝,目前已有兩套裝置開始試運(yùn)行。4.4嚴(yán)格的計(jì)量設(shè)計(jì)方案審查程序,確保計(jì)量系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行計(jì)量撬的設(shè)計(jì)時(shí),存在選型不合理,流量計(jì)不滿足安裝環(huán)境條件的情況,我公司據(jù)此制定了嚴(yán)格的計(jì)量撬的設(shè)計(jì)方案審查程序,通過多級審查,確保計(jì)量系統(tǒng)的整體精度和技術(shù)合理性,并滿足安裝環(huán)境條件要求。4.5scad系統(tǒng)監(jiān)控對于門站和大型工商用戶的流量計(jì),在設(shè)計(jì)、安裝時(shí)接入公司已建立的SCADA系統(tǒng),公司調(diào)度中心對計(jì)量狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控,便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量異常情況。5我公司發(fā)展中的計(jì)量問題(1)采用撬裝方式的工廠化預(yù)制安裝,選擇有流量計(jì)生產(chǎn)安裝經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商完成計(jì)量撬的制作。流量計(jì)作為精密的計(jì)量儀表,它的安裝要求較高,現(xiàn)場安裝時(shí)由于施工條件和環(huán)境的限制,連接件加工的精度不高,會(huì)給流量計(jì)造成一定的外加應(yīng)力變形,制約羅茨流量計(jì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),影響計(jì)量精度。管道內(nèi)壁的毛刺和焊瘤會(huì)造成氣體流態(tài)的變化,也會(huì)影響渦輪流量計(jì)、超聲流量計(jì)等速度流量計(jì)的計(jì)量精度。由有流量計(jì)生產(chǎn)安裝經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商完成流量計(jì)的安裝可以避免上述情況發(fā)生。我公司目前大部分流量計(jì)都是按此操作,少量公商業(yè)用戶的計(jì)量也通過《工作指引》進(jìn)行規(guī)范。(2)氣體中的雜質(zhì)和焊渣會(huì)對羅茨流量計(jì)和渦輪流量計(jì)造成損壞,在施工完成時(shí)應(yīng)保證吹掃的雜質(zhì)和焊渣不通過流量計(jì),避免損壞流量計(jì)或降低計(jì)量精度。我公司要求管道施工吹掃不經(jīng)過計(jì)量撬,必須通過時(shí)應(yīng)使用過渡管代替流量計(jì)。(3)根據(jù)《計(jì)量檢定規(guī)程》,要求對用于貿(mào)易計(jì)量的流量計(jì)進(jìn)行落地檢定。這是貿(mào)易計(jì)量法制性的體現(xiàn)。盡管湖北省技術(shù)監(jiān)督局檢定的規(guī)格不全受限,但一定要取得其授權(quán)才能在其它機(jī)構(gòu)檢定,我公司目前所有的流量計(jì)都要求安裝前完成首檢。(4)通過運(yùn)行發(fā)現(xiàn)存在安裝、運(yùn)行操作和維護(hù)不規(guī)范的問題較多,為了減少問題和故障,公司技術(shù)部編制了《工商用戶流量計(jì)安裝和維護(hù)工作指引》,指導(dǎo)安裝和維護(hù)人員正確地使用和操作。(5)確定合理的驗(yàn)收程序。從表具的設(shè)計(jì)選型、運(yùn)輸、安裝到調(diào)試運(yùn)行,存在著多個(gè)環(huán)節(jié)。為了理清責(zé)任,明確交接條件,公司確定了嚴(yán)格的驗(yàn)收交接程序,通過明確各職能部門的責(zé)任范圍和各級交接簽收、驗(yàn)收的環(huán)節(jié),保證流量計(jì)在各環(huán)節(jié)流程上不出或少出問題。(6)靜電接地與掉脈沖的問題。抄表人員通過將基表讀數(shù)與修正儀中工況流量讀數(shù)的比對,發(fā)現(xiàn)了渦輪表在運(yùn)行中出現(xiàn)部分表丟失脈沖的現(xiàn)象,特別是流量計(jì)需要上傳數(shù)據(jù)時(shí)比較明顯。通過與供應(yīng)商技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行溝通,明確了是由于靜電干擾的影響,我們公司迅速完善了調(diào)壓計(jì)量撬以及修正儀的靜電接地設(shè)計(jì),解決了掉脈沖的問題。(7)低頻、高頻信號插口進(jìn)水?dāng)噌樀膯栴}。流量計(jì)的安裝環(huán)境很重要,盡管不少流量計(jì)的防水等級可以達(dá)到IP67,在安裝時(shí)往往會(huì)忽略防水等級僅僅是對設(shè)備本體而言,連接部分的保護(hù)同樣重要。在我公司門站就出現(xiàn)了渦輪流量計(jì)的高頻信號插口進(jìn)水?dāng)噌樀默F(xiàn)象,影響了正常的計(jì)量。其實(shí)流量計(jì)屬于精致的儀表范疇,長期的室外環(huán)境日曬和雨淋都會(huì)造成流量計(jì)損壞,如強(qiáng)烈的日曬會(huì)造成液晶板及塑料面板老化,縮短使用壽命。流量計(jì)應(yīng)盡量安裝在室內(nèi)或罩棚內(nèi),才能保持長久的計(jì)量精度和使用時(shí)間,我公司對流量計(jì)都增設(shè)了擋護(hù)罩棚。(8)流量計(jì)對流量過載都有一定的極限,為了保證流量計(jì)不被極端流量損壞而影響精度,我公司制定和規(guī)范了流量計(jì)前后閥門開啟的操作程序和要求,避免極端瞬時(shí)流量過大而損壞流量計(jì),目前正在考慮針對部分用氣極端不均衡的大型工業(yè)用戶,增加表具的超載控制保護(hù)裝置(限流設(shè)施)。(9)大口徑渦輪表的注油是對轉(zhuǎn)動(dòng)軸承壽命的保護(hù),也是維持計(jì)量精度的保障。注油過多或過少都會(huì)存在問題,我公司及時(shí)強(qiáng)化注油操作的管理,力求通過科學(xué)合理的注油維護(hù)保養(yǎng),保證流量計(jì)的精度和使用壽命。6加強(qiáng)計(jì)量數(shù)據(jù)的戶籍化管理(1)注重技術(shù)培訓(xùn)和交流,定期組織流量計(jì)抄表和維護(hù)人員的培訓(xùn)和考試,提高抄表和維護(hù)人員的素質(zhì),掌握流量計(jì)的基本理論知識和對表具故障的初步判斷能力。公司還定期邀請各類知名品牌的供應(yīng)商、國內(nèi)外專家來公司與相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行交流,就公司出現(xiàn)計(jì)量方面的問題和疑惑與國內(nèi)外專家進(jìn)行溝通和討論,及時(shí)了解國外計(jì)量信息和法規(guī),開拓視野,為完善公司總體的計(jì)量體系提供建議,保障了計(jì)量系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。(2)實(shí)行對大型表具的戶籍化管理。我公司一直在推廣大型表具的戶籍化管理制度,強(qiáng)調(diào)抄收部門對大型表具建立一表一檔,對表具出廠后的合格證書及首檢證書的原件歸入表具檔案,安裝的時(shí)間、維護(hù)和檢定記錄、故障記錄等全部歸入檔案,該檔案會(huì)隨表具的報(bào)廢而取消。我公司通過對大型表具的戶籍化管理,對每一塊表具的性能和精度實(shí)施跟蹤,檔案隨表具的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移,以明確表具的有效檢定和使用年限,保證流量計(jì)法律授權(quán)許可的有效性,提高在合理流轉(zhuǎn)的有序化管理。(3)抄表規(guī)范化管理,抄表人員根據(jù)用戶用量的大小,將工商業(yè)用戶分為3類,大用戶實(shí)行表具讀數(shù)一日一抄,中型用戶實(shí)行表具讀數(shù)一周一抄,小型用戶實(shí)行表具讀數(shù)一月一抄。每次抄讀的數(shù)據(jù)包含基表計(jì)數(shù)器讀數(shù)、修正儀工況流量和標(biāo)況讀數(shù)、修正儀上的溫度、壓力讀數(shù)、管線壓力表讀數(shù)等等,標(biāo)態(tài)流量與基表工況流量比對進(jìn)行分析,判斷表具計(jì)量是否正常;便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,避免錯(cuò)誤讀數(shù)積累過大,不利于解決貿(mào)易糾紛。(4)使用光電接頭調(diào)取數(shù)據(jù),定期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。抄表人員到現(xiàn)場調(diào)取的只是當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù),對于不能時(shí)時(shí)上傳的流量計(jì),歷史儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)也具有分析價(jià)值,對初步判斷出有問題的表具,我們采用下載數(shù)據(jù)的專用設(shè)備(光電接頭)和手提電腦,通過對歷史的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,判斷故障發(fā)生的時(shí)間和原因。通過這種手段我們發(fā)現(xiàn)過個(gè)別用戶惡意拔掉低頻脈沖連接線一段時(shí)間后又恢復(fù)連接的時(shí)間段,讓用戶補(bǔ)齊了漏計(jì)的用氣量。7提高高壓系統(tǒng)計(jì)量精度(1)提前考慮周轉(zhuǎn)表的問題,在不影響用戶正常用氣的條件下,從容應(yīng)對表具檢定高峰。