對燃氣儀表計量輸差產生的原因進行分析，并提出應對策略，有利于提高天然氣企業對燃氣儀表的管理水平，同時也有助于提高經營效益。本文首先重點分析了超聲波燃氣儀表和渦輪式燃氣儀表計量輸差產生的原因，然后提出了降低燃氣儀表計量輸差的應對策略，具有一定的參考價值。

1 概述

隨著我國對綠色清潔能源的重視，天然氣在我國一次能源消費結構中的占比越來越高，天然氣的管網覆蓋率也隨之增高。

然而，天然氣在遠距離輸送的過程中，難免會存在一定的損耗，這就是輸差問題。對于天然氣輸氣管網系統來說，天然氣輸差率的高低直接影響著天然氣輸送企業的成本、利潤等指標，是衡量企業管理水平的重要標志。

因此，如何降低天然氣輸送過程中產生的輸差，已經成為很多天然氣輸送企業關注的重點問題。

產生輸差的原因有很多，比如，燃氣儀表計量輸差、管道系統儲氣量的計算偏差引起的輸差、管網系統泄露引起的輸差、放空氣量估計誤差引起的輸差等。其中燃氣儀表計量輸差是造成天然氣輸送管網損耗的最主要原因。

因此，對燃氣儀表計量輸差產生的原因進行分析，并提出應對策略，能夠為天然氣輸送企業提供重要的參考價值，具有重要的現實意義。

2 燃氣儀表計量輸差產生的原因分析

當前，我國國內天然氣計量方式以體積計量為主。體積計量形式的燃氣儀表工作的原理是：在一定的時間內，對流經封閉管道橫截面的天然氣的體積流量進行計量，從而獲得計量數值。在我國，超聲波燃氣儀表和渦輪式燃氣儀表是主流的天然氣計量儀表，因此，需要重點對這兩種燃氣儀表的計量輸差進行分析。

2.1 超聲波燃氣儀表

2.1.1 超聲波燃氣儀表的結構及工作原理

超聲波燃氣儀表的主要結構包括：表殼、嵌入式系統、超聲換能器等。根據檢測信號的原理，超聲波燃氣表可分為時差式、相位差式、頻率式、波束偏移式、多普勒式等類型的儀表，其中，時差式儀表具有計量精度高、抗干擾能力強等諸多優點，因此，長距離天然氣管網多采用時差式超聲波燃氣儀表。

超聲波燃氣儀表按照聲道數量可分為單聲道式和多聲道式，但不論是單聲道式，還是多聲道式，二者的原理相同，即聲波在管道中的天然氣中傳播時，若是在順流的方向中傳播，則超聲波傳播的速度會增大，若是在逆流的方向中傳播，則超聲波傳播的速度會減少，在同樣的傳播距離中就會產生傳播時間之差。超聲波傳播的時間之差越大，則天然氣的流速就越快。

2.1.2 超聲波燃氣儀表計量輸差產生的原因分析

超聲波燃氣儀表計量輸差產生的原因主要有兩個，分別為內部原因和外部原因。

2.1.2.1 內部原因：

a.超聲換能器的安裝位置不當；

b.超聲換能器和其它電子配件的質量及精確度達不到設計要求；

c.對超聲波傳播時間及天然氣平均流速的采樣周期設置不合理；

d.儀表在使用之前沒有對儀表進行校準；

2.1.2.2 外部原因：

a.管道內天然氣的氣流速度分布不均；

b.管道內天然氣的溫度梯度分布不均，使超聲波的傳播路徑發生偏移，因此會使傳播時間差產生一定的誤差；

c.天然氣管道因氣流脈動發生振動，管道振動又引發超聲波燃氣儀表振動，導致儀表產生較大的計量誤差；

d.電磁信號干擾。外界電磁信號會對超聲波信號的強度造成影響，對正常的計量信號造成干擾，從而降低了計量精度；

e.天然氣管道內存在固體和液體雜質。由于固體和液體雜質的存在，會使管道內天然氣的密度發生變化，超聲波信號在傳播中就會由于氣體密度的變化而產生失真。如果雜質含量過多，就會在儀表的表體上形成結垢，或者對儀表產生腐蝕，嚴重降低儀表的精度。

2.2 渦輪式燃氣儀表

2.2.1 渦輪式燃氣儀表的結構及工作原理

渦輪式燃氣儀表的主要結構包括：可轉動計數器、高頻信號發生器、表體、油泵、渦輪傳感器、整流翼等。其中渦輪傳感器采用的是多葉片的轉子（渦輪）來檢測管道內天然氣的流速，渦輪將轉速轉換為電流信號，流量越大、渦輪的轉速就越大，電流就越大，從而推導出管道內天然氣的流速或者總流量。

2.2.2 渦輪式燃氣儀表計量輸差產生的原因分析

渦輪式燃氣儀表計量輸差產生的原因主要有：

a.渦輪軸承的摩擦力增大，致使渦輪的轉速降低，從而產生計量誤差；

b.管道內天然氣的粘度發生變化，致使渦輪的轉速受到影響，影響其計量精度；

c.管道內天然氣的密度發生變化，致使渦輪燃氣儀表在同一質量流量下顯示的數值不同，從而產生了計量誤差；

d.管道內天然氣的溫度或者壓力發生了變化，致使渦輪燃氣儀表的材料發生熱脹冷縮，儀表的幾何尺寸發生變化，導致其轉速也發生變化；

e.管道內天然氣含有過多的雜質，引起渦輪的軸承磨損嚴重，導致其轉速降低，或者有雜質進入到軸承的縫隙中，導致轉速降低。這些因素都會使儀表顯示的數值不準確。

f.與超聲波燃氣儀表相同，渦輪式燃氣儀表也會受到管道內氣流脈動的影響，致使渦輪儀表的幾何尺寸發生變化，引起一定的計量誤差。

3 降低燃氣儀表計量輸差的應對策略

3.1 加強燃氣儀表的管理

對現有的各類燃氣儀表進行全面檢查與嚴格校驗，對于每一臺燃氣儀表的瞬時值進行必要的現場流量平衡，若超過允許的誤差范圍，則應尋找其它因素，直至現場天然氣流量平衡為止。

針對所有天然氣用戶，都要調查清楚其用氣量的最大值和最小值，并選用合理量程的燃氣儀表，防止儀表不匹配的情況發生。在選型之前，要保證技術特性符合使用條件，并進行現場調研，按照 GB/T18603-2014《天然氣計量系統技術要求》的標準，為用戶安裝相應的燃氣儀表。燃氣儀表的安裝要嚴格安裝相關技術標準操作，確保安裝方式和方向正確。

天然氣企業要制定本單位的燃氣儀表定檢計劃，確保所有燃氣儀表都能定期檢驗，對于達到使用年限的儀表要及時更換。

3.2 做好天然氣管道內的氣體監測工作

管道內天然氣的氣質發生變化時，會影響燃氣儀表的精確度。由于天然氣不能保證絕對純凈，可能會含有固態或者液態雜質，因此，需要加強對管道內天然氣氣質的監測工作，同時要定期清理燃氣儀表，做好燃氣儀表的維護與保養工作。對于多氣源的遠距離管道天然氣，需要在臨近各個燃氣儀表的適當位置設置氣質采集裝置，并定期對氣質進行采樣，在氣質變化范圍較大的位置，應縮短采樣周期。

3.3 做好天然氣管道內的雜質過濾工作

應該定期清理天然氣過濾器，務必要將管道內的固態雜質和液態雜質清理干凈，并及時更換過濾網。

3.4 加強對燃氣儀表操作人員的培訓工作

天然氣企業應該設立一支專業技能過硬，專業知識豐富的燃氣儀表操作人員隊伍，為他們培訓有關天然氣計量、燃氣儀表的使用、及減少燃氣儀表計量輸差的相關知識，提高操作人員的知識量和技術水平。

4 結論

綜上所述，燃氣儀表計量輸差是天然氣企業運營過程中的一個難題，如何控制燃氣儀表的計量輸差已經成為學術界中的一個研究熱點，因此我們必須對此高度重視，對引起燃氣儀表計量輸差的原因進行認真分析，從而提出應對策略。此外，我們還應積極學習國內外的各種先進技術和好的經驗，從而不斷提升燃氣儀表的管理水平，進一步降低燃氣儀表計量輸差，提高天然氣企業的經濟效益。