随着我国天然气的储量和产量越来越高，人们对天然气的计量工作和计量仪表的可靠性、稳定性、准确度的要求也越来越高。 而天然气流量计量系统是为贸易结算提供准确数据, 避免贸易纠纷的主要方式。 一定程度的计量误差是不可避免的，但如果误差过大势必会给企业造成经济损失，因此对流量计量系统的误差进行深入地分析将有助于将计量误差降低在合理的范围 之内。 所以要提高天然气计量精度, 首先要注意天然气计量过程中存在的各种误差因素，同时必须保证计量仪器的准确性;其次是天然气输送过程与检定过程必须保持一致, 当天然气输送过程中, 温度、压力、流量值变化很大时, 一定要进行再检定。 只有这样, 才能使天然气计量的精度得到保障, 达到计量设备设计水平。

天然气流量计量误差产生的原因

天然气流量计量误差产生的原因很多, 其中包括可确定的误差原因和不可预测的误差原因。

1 可确定的误差原因

(1)zui大的允许误差

任何一种计量器具出厂时都有其zui大的允许误差。 目前天然气的计量器具主要为涡轮流量计、孔板流量计、旋进旋涡流量计和超声波流量计，它们的zui大允许误差都有所不同。

(2)仪表本身的系数

仪表的精度是由本身的系数决定的, 一旦仪表系数选定了一个适合生产环境的值, 仪表的精度也就确定了。 因此系数的变化就会直接影响仪表本身的精度。

(3)介质的影响

通常气表检定是离线检定，所用的介质是空气,它是由空气压缩机提供的, 虽然空气压缩机可以提供瞬时变化的气流, 但是由于空气与天然气本身密度及膨胀系数的不同, 对气表的压力探头造成的压力效果也不同， 如旋进旋涡流量计等, 因此会造成一些误差; 也由于离线检定中空气压缩机提供的可变压力、 可变流量气流不如现场气流变化的随机性强, 也会使检定后的气表在现场应用中精度降低。

(4)参比条件的影响

在天然气流量测量中, 与温度、 压力以及湿度(饱和状态下)有关的“标准参比条件”的多样性会造成很大的混淆。 由于行业或习惯的关系,贸易双方往往规定不同的标准参比条件, 这是应该特别引起注意的。 在其他条件不变的条件下,如果标准条件分别为 101.3kPa,15℃和 101.3kPa,20℃将造成约 3%的误差。

(5)压力的影响

值现场输气管线中的气体压力是脉动压力, 测量脉动压力时, 正常来气宜为气表量程的 1/3～1/2,因此, 在天然气计量过程中, 需要调整来气阀门开关度大小, 使之满足这一条件。 但在通常情况下，气表压力范围达不到值。

(6)管道压力、温度等补偿参数的影响

天然气是一种大压缩比气体，相同流速下，不同温、压下天然气换算到标准状态的流量是不同的。如果不用温度、压力作为补偿，引起的计量系统误差是 比较大的。 因此在天然气计量时，应按规范要求，作必要的温、压补偿。特别是用于贸易交接的气计量仪表，更应注重温、压补偿及压缩因子的修正。 经实际测算如果管道压力从 20kPa 变到 25kPa， 其他条件不变时, 计量误差为 4%;管道温度从 20℃变到 30℃时,其他条件不变,计量误差为-3%。

(7)天然气组分的影响

天然气是一种混合气体，它含有甲烷，乙烷,丙烷等烃类组分和氮、二氧化碳等非烃类组分，其组分含量并不相同， 不同国家的天然气组分含量也可能有所不同。 即使是在同一地区同一气田的天然气组成的也有差异。 因此当选用的计量方式与天然气组分有关时，如孔板流量计，若未对计量系统进行实时的在线修正，则势必造成很大的计量误差。

2 不可预测的误差原因

(1)用户用气结构变化

用户出于长远考虑，往往申购气量大于实际用量，造成“大表小流量”的现象发生,从而造成计量误差。

(2)介质中的杂质腐蚀等产生的附加误差

天然气从地层中开采出来，虽经分离，除尘和过滤，因其所含成份十分复杂，从单井计量，集气计量到配气计量，气体组分各不相同，所以在使用中所受 到的腐蚀亦各不同。 特别对节流装置，如对孔板直角人口边缘和测量管内壁的冲刷、腐蚀尤为严重，这将影响孔板直角入口边缘弧半径 rk 和测量管内壁的相对粗糙 k/d 的规定标准， 流出系数 c 将发生变化，因而可能导致其值超出《用标准孔板流量计测量天然气流量 SY/T 6143-2004》所给出的不确定度范围，同时因上游测量管沉积脏物，孔板入口直角边缘变钝、破损，雷诺数不符合标准规定范围，管道粗糙度影响等原因， 导致计量误差增大。

(3)设计安装现场与标准规范的要求不相符

按照标准规范进行安装是保证测量高质量的基础，但在安装过程中偏离标准的现象却是很常见的。以孔板流量计为例，标准规定节流装置上游直管段内径 D 必须实测，其偏差不大于 0.3% ，但设计中常常采用公称通径作为内径值;现场安装过程中直管段不足的现象时有发生。 总之现场偏离标准并不是个别现象。

(4)计量管理不到位

任何一种流量计量方式的长期准确运行都离不开计量人员的正确维护，如果维护不当，也将造成一定的计量误差。 这种人为因素引起的计量误差不仅是不可预测的，也是不容忽视的。

提高计量精度的措施

1 严格执行标准规范

根据误差产生的原因，在仪表、设备的选择、设计、安装、使用及计算方面，必须严格执行标准规范，使计量装置符合工艺技术要求。 严格杜绝计量仪表长期运行在下限流量的现象发生。

2 保证仪表的运行温度

气表工作环境受温度条件限制, 如旋进旋涡流量计的温度条件是在-20～55℃范围, 只有在这个范围内才能保障正常工作。 一旦环境温度不适合, 尤其是冬季, 在没有保温措施的情况下， 气表在环境温度过低情况下工作, 影响计量准确性， 还会对气表内部器件造成损坏。而且，当气管线中天然气温度低于-20℃, 就超过了温度下限， 影响了气表的准确计量。 通常冬季采取在气表管线旁边增设一根冬季采暖管线措施, 并与其管线包在同一保温层内, 此项工程造价不高, 施工方便。

3 直管段内径与气表内径相一致

在部分中转站发现，有些气表入口直管段过细,直管段内径小于气表腔体内径, 这种安装方法本身不符合气表安装要求。 另外, 在这种状况下，当中转站产气过多时， 气阀门即使满开度, 天然气仍不能及时从细管段排走, 造成气表入口管线内压力逐步增加, 罐内压力达到安全值时, 为了避免罐内憋压,只好再打开旁通管线, 旁通没有计量设备, 造成中转站产气量计量值比实际值要偏低, 也使各中转站外输气总计量值与总外输值不一致。

4 正确选择气表位置

现场中经常能够从放空阀中放出大量水油混合物, 因此可知天然气中含有大量的水和油的蒸汽,而且湿气在管线输送过程中压力损失要大于干气,气表计量标况下, 气流量是根据压力、体积、温度之间的气态方程经换算得到标况体积的。 各小队进行分队计量时, 由于输送过程中蒸汽损失很多, 使得蒸汽压力损失过大, 这就导致了各中转站外输总和与总外输值相差很大。 此外, 气表中的探头被水油蒸汽所包围, 严重影响了气表的正常工作环境, 导致气表精度下降, 经观察校验回来的气表精度能达到 1.0, 使用一年精度降到 4.0 级, 这种现象就是由于外界环境和工艺流程过程中的某些缺陷造成的。针对这些情况, 把流程中的气表位置适当提高一些,让旁通管线在气表下方, 且低于来气管线, 以防止蒸汽形成液体时直接流入气表影响计量; 旁通定期进行放空, 排出管道里的存留液体。

5 返输干气自耗气计量

在自耗干气方面， 总站配有返输干气自动调节阀, 各中转站配有气动调节阀, 通过观察发现, 投产使用后各站气动调节阀效果不理想, 影响了返输干气正常气计量。 主要原因是由于输送给总站的干气气压发生波动时, 该站电动调节阀也进行了相应的调节, 使各站气压互相干扰, 影响了正常供气量;有时气压过低, 就要关闭调节阀走旁通管线, 这样才能正常供气, 这就使有的站干气计量不准确。 建议暂时停用调节阀, 使干气在各站直接走气表。

6 依靠科技的力量

依靠科技，提高计量维护人员的技术水平，确保计量数据的准确性。 应该指出，标准规定的工作条件一般只有实验室才能满足，要获得准确可靠的测量，就需要技术人员深厚的技术储备来 JUKH，这种雄厚的软实力是现场应用的*条件。 由于电子技术、计算机以及互联网技术的迅速，天然气计量已逐步向在线、实时、智能靠近，同时依靠网络技术实现远程化通讯、监控和管理，技术人员及时发现问 题解决问题是降低误差的有力保障。

7 实现在线实流检定

从计量学的角度来看，在线实流检定zui符合流量量值的动态溯源特征，更准确、更科学地评价天然气流量仪表的实际使用性能，它充分考虑了物性参数、 操作条件、安装条件、环境条件等诸多影响，保证检定条件与实际使用条件的充分一致，减少被检流量计的拆装搬运，实施在线仲裁检定。 天然气计量仪表在线实流检定的实施，更能反映计量仪表的性能指标，也真正能减小计量误差，提高计量精度。

8 完善管理制度

管理制度的完善，人员培训的加强,人员技术素质的，是减少误差产生的必要条件。 此处的管理不单指计量器具的管理,还包括数据管理、设备管理和用户的管理。

(1)数据的管理。 加强重点用户的数据监控,确保数据统计的规范性, 故障时有一套相应的数据处理方案。

(2)设备的管理。 确保计量检定设备、计量设备有完善的台账, 在加强计量设备的日常维护的同时,确保计量设备提供的数据准确性、 可靠性和科学性是*被认可的。

(3)用户的管理。 加强用户的管理,及时了解用户的用气数据与计量系统的适应状况, 从而做出相应的调整。

9 用统一的计量参比条件

对具备补偿条件的用户的计量系统选用统一的计量参比条件, 并且实现对用户的计量仪表进行温度、压力等必要参数的在线补偿。 总之,天然气流量计量误差的成因是极其复杂的, 是不可能*消除的。但通过以上分析利用规范管理,完善制度,从根本上减少这些原因引起的误差, 误差则会维持在相对合理的范围内。

结 论

天然气是一种、清洁燃料和化工原料。努力降低天然气在生产与销售过程中的计量误差,提高天然气计量精度，可以降低生产成本,确保安全生产,提高企业经济效益和社会效益。