工商業(yè)用戶天然氣計(jì)量管理

摘 要

摘要：介紹了工商業(yè)用戶天然氣計(jì)量管理的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，包括流量計(jì)選型、安裝、誤差分析、日常管理。實(shí)踐表明，這些經(jīng)驗(yàn)在控制供銷差率方面取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：流量計(jì)選型；渦輪流
摘要：介紹了工商業(yè)用戶天然氣計(jì)量管理的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，包括流量計(jì)選型、安裝、誤差分析、日常管理。實(shí)踐表明，這些經(jīng)驗(yàn)在控制供銷差率方面取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：流量計(jì)選型；渦輪流量計(jì)；羅茨流量計(jì)；計(jì)量管理
Management of Natural Gas Metering for Industrial and Commercial Customers
LIU Songtao
Abstract：The practical experience in management of natural gas metering for industrial and commercial custonmrs is introduced，including selection，installation，error analysis and routine management of flowmeters.The practice shows that the experience in these areas achieves a good result in control of the quantity difference between supply and marketing.
Key words：selection of fiowmeter；turbine flowmeter；Roots flowmeter；metering management
    天然氣以其優(yōu)越品質(zhì)獲得廣泛應(yīng)用，但縱觀燃?xì)庑袠I(yè)，供銷差率大是很多燃?xì)夤舅媾R的問題。筆者在天津市西青經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)燃?xì)夤矩?fù)責(zé)天然氣計(jì)量管理工作10余年，通過不斷總結(jié)改進(jìn)，取得相對(duì)較好的實(shí)際效果。
1 公司天然氣貿(mào)易計(jì)量現(xiàn)狀
    天津市西青經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)燃?xì)夤疚挥谔旖蚴心喜?，西青開發(fā)區(qū)內(nèi)共有企業(yè)700多家，大多為外商獨(dú)資企業(yè)，擁有寶潔、松下等世界500強(qiáng)企業(yè)19家，供氣區(qū)域面積約20km2?，F(xiàn)有居民用戶11000多戶，約占總用氣量的2%，工商業(yè)用戶445家，約占總用氣量的98%左右。居民用氣安裝民用膜式IC卡表，擁有民用灶和熱水器的用戶安裝G2.5燃?xì)獗恚瑑H擁有民用灶的用戶安裝G1.6燃?xì)獗?sup>[1]，只要保證燃?xì)獗碣|(zhì)量和維修更換及時(shí)并做好防盜氣措施，一般來說問題不大。因此，本文重點(diǎn)介紹工商業(yè)用戶計(jì)量管理方面的經(jīng)驗(yàn)。
    西青開發(fā)區(qū)為了保護(hù)環(huán)境，煤炭早已禁止使用，隨著燃油價(jià)格的不斷提高，天然氣就成為企業(yè)生產(chǎn)、供暖和生活的主要能源。在2003年以前，這些用氣企業(yè)一般一個(gè)企業(yè)安裝一個(gè)燃?xì)庹{(diào)壓箱，流量計(jì)安裝在調(diào)壓箱內(nèi)，實(shí)行總表計(jì)量，每月的供銷差率都在12%以上。隨著開發(fā)區(qū)的快速發(fā)展和用氣企業(yè)的迅速增多，供銷差率大成為燃?xì)夤咎潛p的主要原因之一。為此，公司于2003年成立計(jì)量管理部，專門負(fù)責(zé)天然氣計(jì)量管理。
2 流量計(jì)選型
2.1 表型管理
    為方便表型管理，通過多年使用考察，逐步將流量計(jì)供應(yīng)廠家統(tǒng)一，即渦輪表只選擇一個(gè)廠家同一系列，羅茨表選擇一個(gè)廠家同一系列，并于本地或附近設(shè)有辦事處，這樣方便零配件供應(yīng)和及時(shí)維修。
2.2 依據(jù)量程選擇表型
    依據(jù)量程選擇表型，經(jīng)過多年的實(shí)際操作，總體效果較好，具體選型見表1。
表1 按量程表型選擇
量程范圍
/(m3·h-1)
＞100
16～100
≤16
表型
渦輪流量計(jì)
羅茨流量計(jì)
商用膜式燃?xì)獗?/span>
   對(duì)于量程超過100m3/h的羅茨流量計(jì)，隨著量程增加，體積相對(duì)大而且笨重，而此時(shí)渦輪流量計(jì)可以準(zhǔn)確計(jì)量；對(duì)于量程超過16m3/h時(shí)選擇羅茨流量計(jì)，是因?yàn)橐环矫嫘阅芊€(wěn)定，能夠使用較長(zhǎng)時(shí)間并保證精度，另一方面，羅茨流量計(jì)具備溫壓修正功能。
2.3 渦輪流量計(jì)量程選擇[2]
    渦輪流量計(jì)具備測(cè)量范圍(量程比)寬、重復(fù)性好、準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)輕便、脈沖量輸出便于與計(jì)算機(jī)配套、具備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?，適合較大流量場(chǎng)所使用。
   ① 流量范圍上限
   渦輪流量計(jì)一般使用在鍋爐房或生產(chǎn)車間，流量計(jì)的選型應(yīng)使鍋爐最大流量在流量計(jì)進(jìn)入精度的最大流量(qmax)的0.6～0.8倍范圍。鍋爐一般有大小火之分，小火一般為大火的1/3～1/2(最小為1/10)，如果鍋爐最大流量為qmax的0.6倍，那么鍋爐的最小流量就在qmax的0.2～0.3倍范圍；另一方面，鍋爐最大耗氣量在qmax的0.8倍左右，在設(shè)備啟動(dòng)或管道流量、壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí)可避免超量程使用，從而延長(zhǎng)流量計(jì)的使用壽命。因此，用氣設(shè)備的常用流量最好處于(0.3～0.8)qmax范圍。
   ② 流量范圍下限
   選型時(shí)要滿足渦輪流量計(jì)進(jìn)入精度的最小流量(qmin)小于設(shè)備最小用氣量，這樣才能保證小流量的計(jì)量精度。渦輪流量計(jì)在選型設(shè)計(jì)中，要兼顧用氣設(shè)備的最大流量與流量計(jì)進(jìn)入精度的最大流量qmax之間的匹配和最小流量與流量計(jì)進(jìn)入精度的最小流量qmin之間的匹配。為確保計(jì)量結(jié)果穩(wěn)定可靠，需滿足以下條件：用氣設(shè)備最大流量與qmax之比為0.6～0.8，qmin≤用氣設(shè)備最小流量。
2.4 羅茨流量計(jì)量程選擇
    羅茨流量計(jì)用于小型鍋爐房、企業(yè)食堂和商業(yè)用戶，用氣設(shè)備常用流量段應(yīng)在(0.2～1.0)qmax范圍。
    如果用于企業(yè)食堂或商業(yè)用戶，選型時(shí)應(yīng)仔細(xì)核算灶具的使用工況，大小流量點(diǎn)兼顧。如1臺(tái)流量計(jì)不能滿足要求，建議大小灶具分開，用不同規(guī)格的流量計(jì)分別計(jì)量。
    在羅茨流量計(jì)的設(shè)計(jì)選型中，要仔細(xì)核算用氣設(shè)備的最大、最小流量，主要考慮常用流量，確保計(jì)量精度。用氣設(shè)備最大流量與qmax之比為0.6～1.0。qmin＜用氣設(shè)備最小流量。表2為我公司羅茨流量計(jì)選用規(guī)定。
表2 羅茨流量計(jì)選用規(guī)定[3]
羅茨流量計(jì)型號(hào)
流量計(jì)流量范圍/(m3·h-1)
用氣設(shè)備情況
JLQ-Z-A-20
1.00～20.OO
食堂、商業(yè)用戶、0.21MW及以下鍋爐
JLQ-Z-A-30
1.50～30.00
食堂、商業(yè)用戶、0.28MW及以下鍋爐
JLQ-Z-A-65
3.25～65.00
食堂、商業(yè)用戶、0.7MW及以下鍋爐
JLQ-Z-A-100
5.O0～100.OO
0.7～1.05MW鍋爐
2.5 商用膜式燃?xì)獗砹砍踢x擇
    商用膜式燃?xì)獗硪话惆惭b于商業(yè)用戶或企業(yè)食堂。據(jù)各地燃?xì)夤镜慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用5年以上的不合格率達(dá)到40%以上[4]。因此，我公司只用于流量在16m3/h以下的用戶，即最大選擇G10燃?xì)獗?，G10燃?xì)獗砹髁糠秶鸀?.1～16.0m3/h，其量程選擇要求類似羅茨流量計(jì)。
2.6 流量計(jì)選型考慮因素
    對(duì)于選擇多種流量計(jì)的燃?xì)夤荆捎诹髁坑?jì)的種類多，性能各不相同，安裝現(xiàn)場(chǎng)條件不同，因此，選型時(shí)必須同時(shí)考慮各種因素。首先，了解各類流量計(jì)的計(jì)量特點(diǎn)，包括其原理、精度、量程、壓力損失、是否具備溫度壓力修正功能、是否配套智能積算儀等；其次，明確工況，如環(huán)境的溫濕度、周圍設(shè)備的噪聲、電磁干擾情況、安裝空間、天然氣介質(zhì)的壓力、溫度、潔凈度等；另外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。
2.7 各類用戶流量計(jì)選型
    對(duì)于不同用戶，我公司選用流量計(jì)的類型見表3。
表3 各類用戶流量計(jì)選型
用戶種類
流量計(jì)類型
供暖、制冷
渦輪流量計(jì)
工業(yè)
渦輪流量計(jì)、羅茨流量計(jì)、商用膜式燃?xì)獗?/span>
商業(yè)
羅茨流量計(jì)、商用膜式燃?xì)獗?/span>
居民
民用膜式燃?xì)獗?/span>
2.8 在不同使用工況下的流量計(jì)選型
    在天然氣流量計(jì)的選型時(shí)常存在一個(gè)共同的問題：小流量段使用不當(dāng)。流量計(jì)在選型階段往往考慮的是設(shè)備最大流量不超出流量計(jì)的上限流量，而對(duì)用氣設(shè)備各個(gè)流量段的使用概率及其誤差區(qū)域未加考慮或考慮不足，這樣導(dǎo)致流量計(jì)使用中均未超出其流量上限，但是小流量段或常用流量段誤差偏大。
    流量計(jì)選型時(shí)應(yīng)仔細(xì)了解用氣設(shè)備各流量點(diǎn)與流量計(jì)的匹配程度，選擇合適的流量計(jì)、合適的量程，保證使用流量點(diǎn)均落在準(zhǔn)確計(jì)量區(qū)域。對(duì)于燃?xì)庠O(shè)備較多、流量差異很大的用戶，應(yīng)仔細(xì)核算使用流量與流量計(jì)量程，當(dāng)一臺(tái)流量計(jì)無(wú)法兼顧大小流量時(shí)，可采用分計(jì)量供氣[3]。
3 流量計(jì)的安裝
    對(duì)于渦輪流量計(jì)，一定要保證表前直管段長(zhǎng)度≥10D，表后直管段長(zhǎng)度≥5D(D為管道外徑)。羅茨流量計(jì)前需安裝過濾器并吹掃管道，通氣時(shí)觀察運(yùn)行情況，防止管道施工中焊材雜質(zhì)及天然氣中雜質(zhì)卡表。商用膜式燃?xì)獗韺?duì)于安裝沒有苛刻要求。除此之外，安裝時(shí)還應(yīng)該考慮下列因素[5]：
    ① 盡可能遠(yuǎn)離干擾源。局部阻力件如彎頭、閥門等安裝不符合規(guī)范要求，對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度影響很大。
    ② 盡可能滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所要求的計(jì)量裝置上游直管段的有效長(zhǎng)度、直度、圓度及內(nèi)壁粗糙度。
    ③ 在計(jì)量裝置上游加裝過濾器。
    ④ 盡量避免使用變徑管、彎頭(特別是空間變向彎頭)以及匯管。
    ⑤ 將溫度傳感器、壓力傳感器、壓力表、放散閥等盡量安裝于計(jì)量裝置下游。
    ⑥ 盡量避免將計(jì)量裝置上游的閥門當(dāng)作節(jié)流元件使用。
    ⑦ 在周期檢定時(shí)對(duì)流量計(jì)內(nèi)壁進(jìn)行檢查和除垢除銹處理，對(duì)于內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重或圓度、直度及壁厚變化較大者及時(shí)予以更換。
4 供銷差率分析
    我公司每月月底都要對(duì)供銷差進(jìn)行分析，以便及時(shí)掌握供銷差情況，盡快地將問題交給計(jì)量管理人員和管道巡線人員，一方面促使計(jì)量人員對(duì)計(jì)量?jī)x表是否存在故障的可能性進(jìn)行確認(rèn)；另一方面讓巡線人員對(duì)管道是否存在竊氣、漏氣問題進(jìn)行確認(rèn)。近年我公司采用的供銷差分析方法主要有以下4種。
   ① 計(jì)量?jī)x表先查法
   供銷差產(chǎn)生的原因有很多，但我們應(yīng)該先從計(jì)量?jī)x表進(jìn)行分析。流量計(jì)產(chǎn)生的供銷差問題比竊氣、漏氣產(chǎn)生的供銷差問題更不容易發(fā)現(xiàn)，流量計(jì)發(fā)生故障造成計(jì)量不準(zhǔn)確產(chǎn)生供銷差的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管道竊氣、漏氣，而且流量計(jì)的處理與巡線相比更容易更及時(shí)。因此，我們堅(jiān)持先檢查計(jì)量?jī)x表的原則，更有利于供銷差問題的快速解決。
    ② 重點(diǎn)用戶相關(guān)分析法
    供銷差的分析有時(shí)候不能僅僅對(duì)單一的一種因素進(jìn)行分析，而是要對(duì)多種因素綜合考慮，尤其是重點(diǎn)關(guān)注用氣大戶，對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，盡快找出原因，避免查找各個(gè)計(jì)量?jī)x表的重復(fù)勞動(dòng)，從而提高了工作效率。
   ③ 區(qū)域計(jì)量法
   對(duì)于范圍相對(duì)較小的區(qū)域，先對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)流量觀察，尋找原因。對(duì)于范圍較大的區(qū)域，可以采用區(qū)域計(jì)量法，分區(qū)域?qū)Ρ扰袛喙╀N差產(chǎn)生的地方，然后縮小范圍查找。
   ④ 上下游對(duì)比分析法
   一般天然氣主供氣管道的上下游都設(shè)有計(jì)量點(diǎn)，一臺(tái)流量計(jì)的準(zhǔn)確性可以通過和上下游計(jì)量點(diǎn)流量計(jì)的數(shù)據(jù)來對(duì)比判斷。
5 流量計(jì)的正確使用和日常管理
    正確使用各種類型流量計(jì)的前提是仔細(xì)閱讀說明書，了解各種流量計(jì)的計(jì)量原理，多和生產(chǎn)廠家技術(shù)人員溝通，不斷解決日常管理中出現(xiàn)的各種問題。
5.1 渦輪流量計(jì)
    智能渦輪流量計(jì)除了按規(guī)定安裝，使用中還要定期對(duì)儀表顯示的各參數(shù)進(jìn)行檢查，同時(shí)要定期清理過濾器雜質(zhì)，以免影響流態(tài)，對(duì)于非自潤(rùn)滑儀表還要定期定量加油。
5.2 羅茨流量計(jì)
    ① 由于羅茨流量計(jì)轉(zhuǎn)子與殼體之間間隙較小，大于間隙的顆粒雜質(zhì)不能通過。為防止卡表，應(yīng)選擇合適的過濾器，以防施工中的焊渣、雜質(zhì)進(jìn)入流量計(jì)。
    ② 羅茨流量計(jì)應(yīng)垂直安裝，且流量計(jì)應(yīng)高出工藝管道，以便定期排出積液，防止計(jì)量腔積液影響計(jì)量準(zhǔn)確性。
   ③ 加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，定期進(jìn)行潤(rùn)滑和校驗(yàn)，以確保其準(zhǔn)確度。
5.3 膜式燃?xì)獗?/span>
   膜式燃?xì)獗戆惭b及使用維護(hù)要求簡(jiǎn)單，但在使用中出現(xiàn)計(jì)量偏差不易發(fā)現(xiàn)(除非死表)。因此，應(yīng)定期進(jìn)行抽樣檢測(cè)，以保證精度。
5.4 分類管理[6]
    為突出重點(diǎn)，區(qū)別對(duì)待，提高故障分析能力，避免流量計(jì)管理的局部性和盲目性，加強(qiáng)維護(hù)的針對(duì)性和高效性，以運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行狀況分A、B、C三級(jí)對(duì)流量計(jì)進(jìn)行分級(jí)管理。
   A級(jí)：投入運(yùn)行年限大于5年(包括5年)的；
   B級(jí)：投入運(yùn)行年限為3～5年(包括3年)的；
   C級(jí)：投入運(yùn)行年限小于3年的。
   根據(jù)各級(jí)流量計(jì)特點(diǎn)和狀況，分別制定了巡視和維護(hù)周期，重點(diǎn)管理A級(jí)流量計(jì)，其次是B級(jí)流量計(jì)，C級(jí)流量計(jì)一般只進(jìn)行日常維護(hù)管理即可。A、B、C各級(jí)相互轉(zhuǎn)換，各級(jí)流量計(jì)處于動(dòng)態(tài)管理之中。流量計(jì)維護(hù)周期和維護(hù)內(nèi)容見表4。
表4 流量計(jì)維護(hù)周期和維護(hù)內(nèi)容
級(jí)別
動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換
維護(hù)管理內(nèi)容
A級(jí)
A級(jí)維修檢定合格后轉(zhuǎn)入C級(jí)
必須進(jìn)行校驗(yàn)、維修
B級(jí)
B級(jí)運(yùn)行5年后轉(zhuǎn)入A級(jí)
現(xiàn)場(chǎng)分析運(yùn)行狀況，定期校驗(yàn)
C級(jí)
C級(jí)正常運(yùn)行3年后轉(zhuǎn)入B級(jí)
一般巡視即可
   在執(zhí)行中具體步驟是首先將所有流量計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定哪些屬于A級(jí)，哪些屬于8級(jí)，哪些屬于C級(jí)，分別制定出各級(jí)檢定和維護(hù)計(jì)劃，按計(jì)劃進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，需要維修、檢定的下發(fā)通知實(shí)施，不需要維修、檢定的作好運(yùn)行記錄并存檔。
5.5 定人定區(qū)域分片包干[7]
    為了進(jìn)一步做到職責(zé)清楚、任務(wù)明確，按區(qū)域定人分片包干。由專人負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)區(qū)域管網(wǎng)及設(shè)備的巡檢，要求對(duì)管道、閥門井、流量計(jì)等逐一進(jìn)行測(cè)漏、
6 取得的實(shí)際效果
    計(jì)量管理涉及很多方面，所取得的成效是多方面綜合管理的結(jié)果。按本文所述流程分類型、分周期歸類管理，也使得計(jì)量管理更加條理化、規(guī)范化。從2008年到2010年，我公司的供銷差率均控制在2.3%以下，這也說明計(jì)量管理很有成效。
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(本文作者：劉松濤 天津市西青經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)燃?xì)夤?天津 300385)