如何利用流量計進行天然氣計量中壓縮因子的修正

上海自動化儀表由于天然氣計量涉及相關(guān)各方利益，其交界面流量數(shù)據(jù)被各方關(guān)注。國內(nèi)超聲流量計使用逐年遞增，但工作條件下的壓縮因子經(jīng)常變化，造成了輸出數(shù)據(jù)偏差。天然氣組分作為壓縮因子的影響因素之一，國內(nèi)很少對其進行在線分析，因此無法實時調(diào)整壓縮因子數(shù)值，而對于生產(chǎn)方來說，根據(jù)生產(chǎn)條件和組分變化對壓縮因子進行適時計算和調(diào)整是必要的。介紹了某平臺天燃氣外輸?shù)挠嬃糠椒?，壓縮因子的影響因素、計算方法及其修正，以準(zhǔn)確反映外輸天然氣實際流量。近年來，隨著國家環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，煤炭消耗受到越來越多的限制，天然氣在我國能源戰(zhàn)略中的地位逐步凸顯，東海、南海的油氣田項目逐漸增多。由于海底地質(zhì)情況復(fù)雜，生產(chǎn)中天然氣組分和生產(chǎn)工況與設(shè)計組分和設(shè)計工況會有較大差別，而平臺外輸流量計則是依據(jù)設(shè)計組分和設(shè)計工況進行選型安裝的。這就造成了外輸天然氣計量出現(xiàn)問題，生產(chǎn)方無法掌握可靠數(shù)據(jù)。對東海某氣田平臺（以下簡稱“LSGP”）在實際生產(chǎn)中遇到的問題進行解析，并找到解決方法。生產(chǎn)方在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)平臺超聲流量計顯示數(shù)值大于設(shè)計正常值，與陸上終端接收站的渦街流量計讀數(shù)也有較大偏差，而終端渦街流量計已設(shè)置溫壓補償，并且終端工程師對計量數(shù)據(jù)與自耗氣、干氣產(chǎn)量、副產(chǎn)品產(chǎn)量進行了分析，物料平衡較為吻合。因此，工程人員認(rèn)為渦街流量計計量較為準(zhǔn)確, 平臺超聲流量計可能存在計量不準(zhǔn)確的問題。超聲流量計在流程圖中的設(shè)置如圖 1 所示。經(jīng)實地勘察，現(xiàn)場該超聲流量計已按照圖 1 裝設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，可以實時進行體積流量換算，且現(xiàn)場設(shè)備布置符合流量計安裝要求。

1 天然氣計量方法

天然氣輸量計算可劃分為一、二、三級：一級計量應(yīng)用于氣田外輸氣的貿(mào)易交接計量；二級計量應(yīng)用于氣田內(nèi)部集氣過程的生產(chǎn)計量；三級計量應(yīng)用于氣田內(nèi)部生產(chǎn)和生活計量。

平臺生產(chǎn)天然氣通過海管輸至陸上終端進行處理，因此平臺外輸屬于二級計量，其系統(tǒng)允許偏差為±5%。天然氣計量實際上是天然氣流量的測量，是在天然氣流動過程中間接測量的，測量的準(zhǔn)確度取決于整套測量系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)、操作和維護等全過程的質(zhì)量。目前，天然氣計量方式主要有孔板流量計、渦街流量計、超聲波氣體流量計、設(shè)置雙流量計相互校驗及其他新型流量計量技術(shù)。

在國內(nèi)，雖然孔板流量計仍占主導(dǎo)地位，但超聲流量計使用數(shù)量逐年遞增。LSGP 天然氣外輸計量器采用外夾式超聲波流量計，其原理是在管道內(nèi)或管道外與軸向成一定方向的一組換能器進行傳送和接受聲脈沖，順流傳送的低聲脈沖被氣體加速，逆流傳送的聲脈沖則被減速，時間差與氣體軸向平均流速有關(guān)，因此通過數(shù)值計算可得到氣體流量。其優(yōu)點是測量準(zhǔn)確度高、范圍寬、無壓損、無可動部件、安裝使用費低等。

3 結(jié)語

由于 AGA8- 92DC 方法具有更高的可靠性，建議工藝向儀表提條件時通過 AGA8- 92DC 計算壓縮因子，使輸入條件更加精確。項目實施后，生產(chǎn)方應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件變化和天然氣產(chǎn)品組分的變化，適時調(diào)整超聲流量計中的壓縮因子數(shù)值，保證輸出流量的準(zhǔn)確性。上海自動化儀表對于計量要求較高的位置，可安裝在線色譜儀，將組分?jǐn)?shù)據(jù)和監(jiān)測的溫度、壓力值輸入到上位機中進行計算，然后通過遠程通信的方式更新超聲波氣體流量計中的參數(shù)，這樣就可以及時調(diào)整超聲流量計輸出數(shù)值，滿足精度要求。