摘要：文章根据上下游计量器具的计量方式的不同，从理论上分析了测量质量的计量方式与测量体积的计量方式之间计量误差产生的原因，并结合郑州燃气股份有限公司实际运行的管理经验就不同计量方式产生的输差进行分析并提出解决方案。
关键词：计量方式；输差
中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1006—8937(2010)20—0088—01
随着天然气的普及，越来越多的民用、商业、工业、汽车等行业用上了天然气。而天然气的供应也由单纯的管道供应，转变为管道供应、压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)等多种供应方式，即城市中存在多气源供应。由于气源的气质的甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)等物质含量不同，气质的密度等物理参数亦不相同。而在实际的天然气计量中使用的各种计量装置中，由于计量原理的不同，必然在理论上存在相应的误差。
1、目前燃气企业主要采用的计量方式
目前燃气企业在用的计量装置主要有皮膜表、涡轮流量计、孔板、加气机，其中皮膜表(容积式流量计)工作原理是采用固定体积的容器，依据计算次数来确定天然气的计量数据的；涡轮流量计工作原理是在壳体中放置一轴流式叶轮，当气体流经流量计时，驱动叶轮旋转，其转速与流量成正比，叶轮转动通过机械传动到计数器上，计数器把叶轮转速累计成对应的气体体积流量直接显示出来。孔板差压流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差来实施流量测量的。
质量计量方式(加气机)工作原理：通过加气机内的科里奥利质量流量计得到天然气的质量m(kg)，根据加气机设置的天然气密度p(kg／m3)(人工设定)，由此两个数据计算得到体积v(m3)。
由上述的计量器具的简要工作原理介绍，可知皮膜表、涡轮流量计、孔板均是直接采集不同的有效参数，利用各类参数的固定计算公式等方法得到天然气的体积(流量)计量数据的；而加气机是采用天平直接测量天然气的质量，由质量计算出天然气的体积计量数据。
目前燃气公司在购气端主要采用涡轮流量计、孔板等计量器具；而销气端主要采用皮膜表(民用户、商业用户)、涡轮流量计(工业用户)、加气机(车用天然气用户)。对比购销端计量仪器，如表1所示。
从上表计量方式来看，“体积计量方式——体积计量方式”主要存在的输差问题是偷盗气、外力破坏等输差问题；而文章主要介绍“体积计量方式——质量计量方式”存在的输差问题。
2、输差原因理论分析
文章主要以郑州燃气股份有限公司为例，分析“体积计量方式——质量计量方式”存在的输差问题。郑州燃气股份有限公司在用主要有2路气源，分别为西气东输气源及中原油田气源，门站分别采用涡轮流量计及孔板等计量方式，加气站主要采用加气机(质量流量计)给出租车加气。
由于上游2路气源的气体密度不一致，而下游加气站的天然气密度为人工设定的值0.70 kg／m3，其必然形成混合后天然气气体的密度与设定密度之间存在一定的误差。故通过比较混合后天然气的密度与设定值的大小，就能得到相应的结论：
①当混合后天然气的密度大于设定密度时，天然气加气机显示的气量一定大于经过加气机进入汽车气瓶的天然气气量。
②当混合后天然气的密度小于设定密度时，天然气加气机显示的气量一定小于经过加气机进入汽车气瓶的天然气气量。
假设混合后天然气的密度为P1，设定密度为P0；由于每次汽车加气进入气瓶内的天然气体积设为V。利用体积密度方程v=m／p，加气机显示的气量值为VO=V×P1／P0。当P1>P0时，V0>V；当P1 3、实际情况数据计算 我们可以看到由人工设定天然气密度p(kg／m3)在计算的过程中至关重要，因为m(kg)是加气机直接测量得到的，而加气站在销气收款时，靠计算得到的体积来收费。以下将以实际情况为例，进行计算(文章所述密度、体积、流量、气量等均为101 623 Pa、温度为20℃时的数据)。 我们选取2010年1月26日为计算的时间点，计算1月26日当天天然气在市区管网中的实际密度。2010年1月26日西气天然气密度为0.69 748(kg／m3)，西气接收气量为1757282 m3；中原气的天然气密度使用最新气质报告的密度为0.7 214(kg／m3)②，2010年1月26日，中原气接收气量为258145 m3。pl=气体总质量／气体总体积=[(0.69748×1 757 282)+(0.7 214×258 145)]/(1757 282+258145)=0.7005(kg/m3) 即2010年1月26日市区管网中的天然气的密度为0.7005(kg/m3) 依照上面计算方法计算2009年12月21日(中原气气体质量当天)的市区天然气密度为0.6987(kg/m3)(如表2所示)。 可以看到2010年1月26日当天的天然气密度0.7005大于加气机的设定值0.70。那么天然气加气机显示的气量一定大于在加气站经过加气进入汽车天然气的气量，加气站的输差为负值，有利于加气站的经营。而2009年12月21日当天天然气密度为0.6987小于设定值0.70，加气站的输差为正值，有利于汽车用户。 假设一个加气站一天销售天然气24000 m3(加气机显示数据合计)，则2010年1月26日当天实际销气量为(24000×0.70)／0.7005=23982.87m3，当天供销差为23982.87-24000=-17.13 m3，供销差率为-0.071％。而2009年12月26日实际销气量为24044.65 m3，供销差为44.65m3，供销差率为0.186％。 由上述可看到由于上游天然气的密度的变化，亦影响着加气站的经营与销售天然气的气量。 4、解决方案 ①统计供销差，以年为单位调整加气机密度设定值。燃气企业每天要测算密度，对加气站的供销差情况进行统计，得出全年的数据后，按照数据适当调整加气机的密度。 ②提高加气机密度设置精度。目前加气机的密度设定精度一般为小数点后两位，精度较低；建议加气机生产厂商生产精度较高的加气机，其至少应精确到小数点后四位。 ③燃气企业要掌握天然气的气质，实现加气机的密度设定值与上游气质密度变化的相联动。例如调度部门通过当天天然气的采购量，并依据早8点时采集的气体密度，经计算后得出当天天然气在管网中的密度，9点时依照计算的出的密度值更加气机的密度设定值，实现燃气企业内部上下游气体密度值的联动。 参考文献： [1]张永红，天然气流量计量[M]上海出版社,2001
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