天然氣貿(mào)易中的計量問題和優(yōu)化措施
面對我國近年來對天然氣的爆炸性需求的局面,必須切實解決天然氣貿(mào)易交接計量中存在的系列問題,不斷優(yōu)化貿(mào)易計量管理體系,才能提高能源企業(yè)的整體管理水平。
一、存在問題
1.貿(mào)易用計量裝置的影響
選用貿(mào)易計量裝置節(jié)流嚴重,產(chǎn)生能耗大,與當前國家能源緊缺,大力提倡建設(shè)節(jié)約型企業(yè)、開展節(jié)能生產(chǎn)的形勢要求不符。
2.組分的影響
天然氣組分變化引起的相對密度變化對最終的計量參數(shù)、計算結(jié)果影響很大,如果參與實際流量計算的密度數(shù)據(jù)相差1%,天然氣流量將相差0.5%。
3.信號傳輸?shù)挠绊?/P>
導(dǎo)線、連接點及各信號轉(zhuǎn)換設(shè)備間信號傳輸因接觸不良、進水及接地等原因,影響正常計量。
4.原有標準孔板流量計量裝置無法滿足計量新標準SY/T6143-2004《用標準孔板流量計測量天然氣流量》規(guī)定技術(shù)指標要求(主要指前直管段)
5.缺乏管理依據(jù)和執(zhí)法力度
貿(mào)易計量輸差異常或發(fā)生糾紛時,沒有科學(xué)、系統(tǒng)的分析解決方案或機制,而只是依據(jù)個人的認識水平處理,從而造成部分時段下限流量無法計量時,對方白用氣或計量偏差過大的現(xiàn)象。
6.孔板銳利度
孔板制造材質(zhì)差,使用一段時間后其入口邊緣的磨損加劇,在孔板的上下游產(chǎn)生的差壓減少,使流量計算的結(jié)果比實際流量偏小,而流量計算機無法使銳利度修正系數(shù)補償這部分氣量(用電輪廓法測量孔板銳利度,發(fā)現(xiàn)孔徑較小的使用1年以上的孔板達標率很低)。
7.氣體介質(zhì)臟污問題
由于天然氣處理過程中分離器、過濾器的設(shè)備老化,管線的銹蝕,以及天然氣中的油水及砂粒粉塵,在孔板表面沉積了大量污物,使孔板計量嚴重偏低,而這部分氣量損失無法用公式補償。
8.管道粗糙的問題
計量標準中規(guī)定,節(jié)流裝置的前后直管段必須是光管,但現(xiàn)場施工時往往采用無縫鋼管代替光管,一開始就達不到標準要求。使用一段時間后,管線磨損加劇,特別是在管道含硫、二氧化碳等腐蝕介質(zhì)的情況下,管道粗糙度更加偏離。計量管粗糙與否對計量結(jié)果的影響是相當大的,而這部分量差在流量計算機中也不能得到補償。
9.計量管彎頭問題
計量標準規(guī)定的最短直管段長度,在現(xiàn)場實際中一般很難滿足,特別是由于輸氣工藝的原因,在計量裝置的上游,往往有多個彎頭,從而導(dǎo)致計量嚴重偏低,而這部分的氣量仍是無法補償?shù)摹F胶忾y內(nèi)漏,導(dǎo)壓管漏氣,油水在孔板前或后沉積,β比過大或過小,脈動流等都可能造成計量不準確。對這些問題,自動計量都不能予以很好地、定量地解決。
10.與下游用戶計量方式不同
與下游用戶計量方式不同時,對雙方流量計算方面有關(guān)流量軟件計算中ISO、OIML、API、AGA、CENELEC等在應(yīng)用于天然氣計量中的不同,如處理流量、密度、溫度、壓力、黏度、色譜信號的功能作用,及對智能輸出與通訊接口知識掌握不夠。
11.膜式煤氣表應(yīng)用中計量誤差大
膜式煤氣表應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)計量誤差大,大流量誤差一般達1.5%~2%,中流量誤差一般約在1%,而小流量在2%~3%之間。而且由于本身結(jié)構(gòu)、材質(zhì)(皮囊)及氣質(zhì)因素,使用幾年后一般會偏慢,再加上無智能(P、T、Z)修正,給供氣單位造成了一定的損失。
12.貿(mào)易計量裝置溯源方法不合理
如標準孔板計量裝置采用的幾何檢定法屬于間接組合測量法,只需檢測影響流量測量結(jié)果的流量計部件的幾何構(gòu)造和各部分尺寸,它只能確定流量測量的不確定度范圍,不能直接對流量儀表進行校準或賦值;氣體超聲波流量計采用的離線檢定適合于對流量測量準確度要求不高的測量場合,它體現(xiàn)了流量溯源的動態(tài)特點,但很難做到溯源或傳遞鏈的封閉,因為流量儀表的檢定條件難于同實際使用條件相一致,選擇這種檢定方法的代價是所引入的附加誤差。對貿(mào)易用計量裝置必須整體送去標定,包括流量計、直管段、流量計算機等,但是,送檢路途遙遠、車輛運輸困難,且為保證正常供氣,必須分批送檢,工作難度較大,運行成本很高。
二、優(yōu)化措施
1.天然氣貿(mào)易計量工作涉及面廣,影響貿(mào)易計量準確性的因素很多,特別是直接參與貿(mào)易交接操作的人員,他們不但應(yīng)掌握本崗位的工藝知識,還應(yīng)熟悉必要的計量法律法規(guī)及計量方法和技術(shù),并取得相應(yīng)的資質(zhì)。近年來,長慶氣田定期參加油田公司開設(shè)的貿(mào)易交接計量員培訓(xùn)班,保證了在崗貿(mào)易交接人員的基本技術(shù)素質(zhì)和持證上崗率。
2.由于孔板流量計的結(jié)構(gòu)有阻流件,壓損很大,從2003年年底,我們陸續(xù)將外貿(mào)計量裝置更換為沒有阻流件和壓損的超聲波流量計。
3.通過實流標定車的投用,實現(xiàn)期間核查。國家出臺的《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》標準實施后,對天然氣計量產(chǎn)生了很大的影響。依據(jù)標準,解決貿(mào)易計量系統(tǒng)所存在問題的根本辦法就是實流檢定或校準。長慶氣田2006年年初開始投運了移動式天然氣在線實流標定車,將計量裝置和自動計量系統(tǒng)整體與天然氣標準裝置(如氣體超聲波、氣渦輪等)串聯(lián),進行不同流量點測試,得出流量計系數(shù)。日常計量交接就可以在實際流量計量結(jié)果上乘以流量計系數(shù)Fm得到準確的計量結(jié)果,從而使天然氣貿(mào)易計量準確度大幅度提高。
4.為減小組分變化對天然氣貿(mào)易計量結(jié)果的影響,陸續(xù)在貿(mào)易計量系統(tǒng)中配置應(yīng)用了天然氣全組分在線分析儀,連續(xù)自動采樣分析,實時更新數(shù)據(jù),參與流量計算,同時為確保分析結(jié)果的準確,要求化驗分析人員每隔10天人工取樣分析,并將分析結(jié)果與在線分析儀的分析結(jié)果進行比對,一旦發(fā)現(xiàn)異常,隨時解決。
5.通過將熱電阻溫度計更換為溫度變送器,定期加強線路檢查和測試,年度周檢時進行回路測試,每次拆接線必須由具備資質(zhì)的專業(yè)人員進行等措施,防止線路傳輸異常影響計量結(jié)果。
6.通過將原有標準孔板流量計更換為氣體超聲波流量計,解決其無法滿足SY/T6143-2004標準技術(shù)指標要求的問題。
7.制度建立。2004年,在2000版《采氣一廠制度職責匯編》中外貿(mào)計量管理制度相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上,結(jié)合外貿(mào)管理過程中存在的實際問題,制定發(fā)布并實施了《采氣一廠外貿(mào)計量管理制度》,從人員、測量設(shè)備、技術(shù)資料、外貿(mào)交接、糾紛處理、監(jiān)督檢查等各方面明確了職責分工,細化了工作流程,為提高外貿(mào)計量管理的科學(xué)化和規(guī)范化提供了參考依據(jù)。
8.實行QHSE風(fēng)險辨識和操作指導(dǎo)卡等體系管理辦法,加強貿(mào)易計量輸差的分級管理力度,每天統(tǒng)計分析計量輸差,隨時分析解決異常情況,建立內(nèi)部完整的計量管理體系,并加強對計量管理人員的法制教育,實現(xiàn)計量的系統(tǒng)管理,真正有效地實現(xiàn)統(tǒng)一管理。
9.檢查貿(mào)易計量裝置時,要全面分析進口、國產(chǎn)的流量計算機、流量積算儀在處理流量、密度、溫度、壓力、黏度、色譜信號的功能作用,及智能輸出與通訊接口問題。
10.改進工藝流程,加強檢測分析,保證流經(jīng)貿(mào)易計量點的天然氣滿足潔凈、干燥等氣質(zhì)指標要求。
11.為解決貿(mào)易計量輸差異常的問題,必須要求參與比對計算的上游供氣方與下游用戶方計量裝置同步執(zhí)行國家強制檢定管理,否則不可能將輸差結(jié)果作為分析的對象;同時,還應(yīng)執(zhí)行供接雙方人員定期同時開展周期檢查的管理辦法,根據(jù)雙方計量人員及技術(shù)監(jiān)督部門的現(xiàn)場檢查結(jié)果,確保參與貿(mào)易計量和輸差比對計算的溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器及氣體超聲波流量計或高級孔板閥流量計無任何異常,并對其配套流量計算機進行相應(yīng)檢查,確保各項功能正常完好。
12.天然氣計量系統(tǒng)設(shè)計與企業(yè)計量管理是密不可分的一個有機整體,企業(yè)貿(mào)易結(jié)算準確與否,計量系統(tǒng)責任重大,應(yīng)全面考慮各方面因素,盡可能一次到位地設(shè)計配置,為企業(yè)今后的準確計量工作奠定基礎(chǔ)。只有將天然氣計量系統(tǒng)設(shè)計與企業(yè)計量管理有機地結(jié)合在一起,從源頭上避免計量偏差,從計量管理環(huán)節(jié)中找出漏洞,才能對企業(yè)解決計量偏差和降差作出應(yīng)有的貢獻。
13.建立健全流量量值溯源體系。通過建立流量量值溯源體系,可明確向上溯源和向下傳遞的關(guān)系,這是開展檢定的必要條件。長慶氣田依據(jù)工作計量器具的測量范圍和使用的特殊要求,配套安裝的移動式在線實流檢定裝置、羅茨小流量標準裝置、夾裝式氣體超聲流量計標準裝置便可覆蓋氣田大部分氣體流量計的檢定,且上可溯源至華陽天然氣計量分站的次級標準,從根本上解決了氣田氣體流
量計的溯源問題,溯源圖如圖1所示。
三、下一步改進方向
1.管理制度和方法的不斷更新完善
我國的計量管理法律、法規(guī)有較為完善的體系,第一采氣廠于2004年制定發(fā)布了《第一采氣廠貿(mào)易計量管理制度》,為全廠計量管理工作提供了具體的依據(jù)。但隨著氣田的不斷發(fā)展壯大及計量管理監(jiān)督職能范圍的變化,新情況、新問題也在不斷出現(xiàn),因此,相應(yīng)的計量管理部門應(yīng)在此基礎(chǔ)上定期進行有針對性的細化更新和完善,從而提高制度的可操作性和有效性,同時滿足氣田生產(chǎn)格局和制度革新的同步更新需要。
2.能量計量
在實際貿(mào)易計量裝置的操作過程中,因工藝等其他原因?qū)е卤粶y介質(zhì)組分變化引起的計量偏差對貿(mào)易計量雙方都可能造成損失,只有通過能量計量按照天然氣實際熱值計算實現(xiàn)的貿(mào)易交易活動,才是更公平、合理和科學(xué),符合未來市場需求的,也應(yīng)該是各方都追求的最終理想交易模式。
3.對貿(mào)易用計量儀表進行鉛封
按照《計量法》的有關(guān)規(guī)定,作為貿(mào)易計量用的溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器、流量計算機必須由質(zhì)監(jiān)部門進行首次強檢和周期檢定,檢定后應(yīng)對其進行鉛封,而目前我們雖然對貿(mào)易計量儀表進行了強制檢定,但沒有進行鉛封,需要逐步整改。
4.企業(yè)內(nèi)部管理水平差距較大
由于氣田天然氣計量管理起步時間不同,企業(yè)內(nèi)部管理水平差距較大,專業(yè)技術(shù)人員缺乏,因此,必須盡快加強計量管理人員的技術(shù)培訓(xùn),提高他們的技術(shù)水平和整體素質(zhì)。同時,計量行政主管部門可以組織各氣田計量人員進行現(xiàn)場分析和技術(shù)研討,以提高天然氣貿(mào)易計量管理人員的整體技術(shù)水平。
5.從事后計量糾紛解釋向事前過程管理發(fā)展
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,人們越來越重視天然氣計量,特別是貿(mào)易計量。因此,人們對天然氣計量在管理觀念上正發(fā)生著根本性的轉(zhuǎn)變,不僅對現(xiàn)場計量器具的使用及相應(yīng)人員進行管理,并從事后計量糾紛解釋向加強事前儀表采購選型、安裝使用、過程控制、質(zhì)量監(jiān)督、數(shù)據(jù)管理、實流檢定的管理轉(zhuǎn)變和發(fā)展。
6.使用中出現(xiàn)計量偏差不易發(fā)現(xiàn)
膜式煤氣表安裝及使用維護簡單,在安裝中均能做到符合要求,但在使用中出現(xiàn)計量偏差則不易發(fā)現(xiàn)。因此,各供氣單位應(yīng)定期進行在線對比抽樣檢測,以保證準確度;同時,嚴禁將膜式表并聯(lián)使用。