摘要：針對大慶油田的天然氣的開采和加工企業(yè)在天然氣加工和輸送過程中對天然氣流量的計量偏差問題，大慶油田技術監(jiān)督中心研發(fā)流量積算儀校準裝置擬開展天然氣流量測試項目，實驗結(jié)果表明：經(jīng)該裝置在線校準后，數(shù)據(jù)可提高 0.15%左右，對天然氣計量偏差控制起到了較好的效果，為企業(yè)的關于天然氣計量提供了技術保障，并可以為企業(yè)的能效對標，推進節(jié)能降耗提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

大慶油田加快了天然氣上產(chǎn)步伐，天然氣產(chǎn)量2019 年要達到 45×108m3 。天然氣產(chǎn)量得到了迅速發(fā)展，但目前天然氣計量工作跟不上發(fā)展需要，相對落后。各種流量積算儀在天然氣集輸過程中得到了廣泛的應用，但由于流量積算儀本身誤差的累計，造成天然氣上下游天然氣年度氣量結(jié)算出現(xiàn)較大的差距，本裝置主要就是針對現(xiàn)狀，于現(xiàn)場對流量積算儀顯示數(shù)據(jù)進行校準，從而為天然氣流量計量提供準確的數(shù)據(jù)支持。

1 流量積算儀的應用

天然氣計量對于天然氣的貿(mào)易結(jié)算來說，其準確性備受關注，天然氣的計量工作引起了人們的提別關注。 較近幾年國內(nèi)的計量技術發(fā)生了一些新的變化，未來國內(nèi)的天然氣的計量工作會逐步實現(xiàn)智能化，并依靠網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程儀表通信，做到實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)自動記錄和歸檔等[1-4] 。因此檢定方式逐步以實際工況下的天然氣作為檢定介質(zhì)，量值溯源初步實現(xiàn)從靜態(tài)單參數(shù)向動態(tài)多參數(shù)溯源發(fā)展。儀表選型使用的標準逐步從單一儀表向多元化儀表發(fā)展，針對不同的天然氣流量特點和工況條件選擇多元儀表進行流量測量，同時逐步實現(xiàn)對計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行全過程的監(jiān)控管理[5] 。

近年來，以微控技術為核心的智能流量積算儀已經(jīng)在天然氣流量計量中得到了較為廣泛的應用，目前大慶油田的天然氣計量中主要以天然氣流量計算機系統(tǒng)和智能流量積算儀為主，其中智能流量積算儀以其體積小，投入小，功能強大，應用廣泛，可以同天然氣流量計配套使用。它具有溫度計壓力補償功能并對理想氣態(tài)定律進行補償，對天然氣的瞬時流量和累計流量進行計算并顯示。隨著采用高性能的微控器和集成化 A/D 轉(zhuǎn)換電路，天然氣流量積算儀的測量精度也會大幅度提升，進而提高整個大慶油田的天然氣計量水平。

2 流量積算儀的原理及產(chǎn)生誤差分析

流量積算儀是應用普遍的一種智能型儀表，可以同多種傳感器或變送器配套使用。它較基本的原理就是采集現(xiàn)場的模擬量信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過信號傳輸，經(jīng)過微處理器進行相應的數(shù)學計算進而得出天然氣的瞬時流量和累計流量。也就是說該設備經(jīng)過溫度變送、壓力變送、壓差變送將現(xiàn)場的溫度、壓力、壓差轉(zhuǎn)化為電信號。將該數(shù)值引入相關計算從而得出天然氣流量，見圖 1。

由于流量積算儀功能多，使用復雜，使用容易出現(xiàn)故障[6] 。誤差主要來源于兩方面：一是信號轉(zhuǎn)換，因為現(xiàn)場的信號一般是電流信號，需將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號進行引入計算，由于現(xiàn)場干擾較多，特別是電流衰減造成了誤差的產(chǎn)生；二是天然氣流量積算儀采用的計算方法，也就是計算軟件產(chǎn)生的誤差。

3 天然氣流量積算儀現(xiàn)場校準裝置

針對以上流量積算儀在計量中存在的問題，研發(fā)了天然氣流量積算儀校準裝置。該裝置為便攜式多路過程智能校驗裝置，可以實現(xiàn)在天然氣計量中同步輸出、同步測量多路信號；過程和數(shù)據(jù)處理軟件符合相關標準的要求，可以按照生產(chǎn)實際對相關參數(shù)進行調(diào)整和修改；實現(xiàn)多種信號接口的有效連接，消除測量過程中信號的干擾。同哈工大聯(lián)合開發(fā)的軟件，嚴格安裝國際標準編寫，并經(jīng)過驗證，保證了天然氣流量軟件計算準確。該裝置簡易圖見圖 2。在實際的校準工作中，采用將該設備并行到流量積算儀信號采集中，將流量積算儀顯示的數(shù)據(jù)同所研發(fā)的流量積算儀校準裝置顯示數(shù)據(jù)比較方法，采用相對誤差的計算方法，得到校準結(jié)果。

4 流量積算儀校準裝置實際應用

計量是節(jié)能的基礎，是節(jié)能效果的重要的數(shù)據(jù)支撐，計量的準確程度直接影響到能耗水平。天然氣生產(chǎn)和輸送是天然氣能耗中的重要一環(huán)，只有提高計量水平，避免“氣糊涂”的產(chǎn)生，才能正確的對天然氣企業(yè)的能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，對能耗真實水平分析和應用[6] 。根據(jù)以上校準方法，對天然氣相關單位的天然氣流量積算儀進行了數(shù)據(jù)校準，為天然氣的計量工作提供了一種有效的現(xiàn)場校準方法。如在天然氣的輸送和銷售時，雙方對天然氣的流量存有異議，采用該裝置實地校準，經(jīng)過測算，1 h累計天然氣誤差為 2.66 m3 ，如 1 年按照 300 天，每天 24 h進行估算，天然氣 1年累計誤差為 19 152 m3 。實際問題得到了解決。表 1為校準數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

經(jīng)過流量積算儀校準裝置的標準計算，一年可以累計產(chǎn)生近 2×104m3 天然氣的計量誤差，因此要定期的開展天然氣流量積算儀校準工作，確保天然氣能源計量數(shù)據(jù)的準確可靠。只有天然氣上下游企業(yè)有可靠的計量數(shù)據(jù)，才能為天然氣相關企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構，提高用能效率，優(yōu)化工藝和設備，制定能源的量化管理。只有提高天然氣的計量工作，才能有效的避免“氣糊涂”的產(chǎn)生，確保天然氣能源計量的準確可靠，為相關企業(yè)的能源開展宏觀的科學調(diào)控起到重大的作用。