摘　要：輸差管控對(duì)于天然氣公司提升企業(yè)效益具有重要意義。由于大量無溫壓修正皮膜表的存在，為輸差管控帶來了難度。特別是應(yīng)用于工商業(yè)用戶的大中型皮膜表，其在實(shí)際應(yīng)用中的誤差特性，對(duì)輸差管控至關(guān)重要。本文對(duì)重慶氣候條件下工商用戶膜式燃?xì)獗碚`差特性進(jìn)行了分析，繪出了其全年誤差曲線圖。有助于燃?xì)夤局朴喯鄳?yīng)措施，提高輸差管控水平。

關(guān)鍵字：誤差、氣溫、膜式燃?xì)獗?、氣候條件

1、概述

近年來，隨著石化能源的日漸消耗及能源危機(jī)的頻頻顯現(xiàn)，天然氣作為一種清潔的高熱值能源，市場(chǎng)需求量逐年增加。另一方面，隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)關(guān)系切身利益的問題越來越重視。因此，供需雙方對(duì)輸氣計(jì)量準(zhǔn)確度的要求逐步提高。而輸差作為控制輸氣成本、體現(xiàn)輸氣系統(tǒng)效益損失的一個(gè)最關(guān)鍵指標(biāo)，更多的被引進(jìn)各大天然氣公司的考評(píng)體系。

但是由于大量無溫壓修正的皮膜表，其誤差隨環(huán)境、氣候等因素的變化而波動(dòng)，為輸差管控帶來了難度。特別是應(yīng)用于工商業(yè)用戶的大中型皮膜表，其在實(shí)際應(yīng)用中的誤差特性，對(duì)輸差管控至關(guān)重要。為此，筆者設(shè)計(jì)了專門的實(shí)驗(yàn)，采集了一個(gè)年度的數(shù)據(jù)，對(duì)重慶氣候條件下工商用戶膜式燃?xì)獗碚`差特性進(jìn)行分析，有利于燃?xì)夤局朴喯鄳?yīng)措施和策略，提高輸差管控水平。

2、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2．1試驗(yàn)?zāi)康?/span>

由于膜式燃?xì)獗碓趯?shí)驗(yàn)室檢定時(shí)，處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，而實(shí)際應(yīng)用時(shí)因?yàn)榈貐^(qū)、環(huán)境、季節(jié)差異等導(dǎo)致氣溫、壓力是變化的，而一般的膜式表不帶溫壓修正，因此對(duì)燃?xì)夤镜妮敳罟芸貛黼y度。為解決這一難題，了解工商用戶膜式燃?xì)獗碓谥貞c氣候條件下實(shí)際應(yīng)用時(shí)的誤差特性，特在某食堂以小型高精度超聲波流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行膜式燃?xì)獗碚`差試驗(yàn)，以期找出其誤差規(guī)律。

2．2后端負(fù)荷

某食堂調(diào)壓后相對(duì)壓力不高于3kpa，共有大灶4個(gè)，小灶3個(gè)。最小用氣情況下，僅開一小灶保溫；一般用氣情況下，3個(gè)小灶，2個(gè)大灶同開；最大用氣情況下，3個(gè)大灶，3個(gè)小灶同開。正常情況下的后端負(fù)荷為28m³／h左右；最小用氣情況下后端負(fù)荷為0.8m³／h左右，最大用氣情況下后端負(fù)荷為40m³／h左右。此用氣情況流量覆蓋范圍廣，具有代表性，試驗(yàn)結(jié)果更具價(jià)值。

2．3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

如圖1所示，1、2為同型號(hào)普通B級(jí)皮膜表，流量范圍0.25-40m³，在0.1Qmax≤Q≤Qmax之間，最大允許誤差為±1.5％，Qmin≤<Q<0.1Qmax之間，最大允許誤差為±3.0％，為商業(yè)和小型工業(yè)用戶常用型號(hào)皮膜表。3為超聲波流量計(jì)，流量范圍0.22-46m³，在0.1Qmax≤Q≤Qmax之間，最大允許誤差為±1.0％，Qmin≤Q<0.1Qmax之間，最大允許誤差為±2.0％。

本試驗(yàn)為了進(jìn)行對(duì)比，將3塊表以串聯(lián)的方式連接在一起。綜合考慮試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和具體安裝環(huán)境，選用了2塊同型號(hào)皮膜表安裝于前端，后端以一塊史高精度和更寬量程的超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表。

此安裝方式造成1，2塊皮膜表之間存在壓差，但根據(jù)實(shí)際測(cè)試壓差最大不會(huì)超過200pa。由理想氣體狀態(tài)方程可推導(dǎo)得到如下公式：

Q標(biāo)＝(T標(biāo)·P)/(T·P標(biāo))·Q

T標(biāo)=293.15K(20℃)

P標(biāo)=101.325Kpa

T：測(cè)量點(diǎn)氣流的絕對(duì)溫度

P：N量點(diǎn)氣流的絕對(duì)壓力

Q：工況流量

Q標(biāo)：標(biāo)況流量

將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，可以求得由壓差造成的誤差最大不會(huì)超過0.2％，即由于壓差，表2的計(jì)量值最多只會(huì)比表1高出0.2％。因此本實(shí)驗(yàn)忽略此因素。

3、誤差分析

通過2012年5月—至2013年4月，共1年的數(shù)據(jù)采集、整理，得到如下每月流量曲線圖。

由圖2可知：

(1)2012年11月—2013年4月，兩塊皮膜表的曲線大幅低于標(biāo)準(zhǔn)表(超聲波)，即在氣溫較低的冬季，膜式表計(jì)量值明顯偏低。究其原因，此間月平均氣溫較低，均低于20℃，特別是12—2月，月平均氣溫低于10℃。因此可知，低溫是造成膜式表計(jì)量值偏低的重要因素。

(2)2013年5—9月，兩塊皮膜表與標(biāo)準(zhǔn)表(超聲波)曲線非常接近，差異不顯著。究其原因，此間月平均氣溫較高，均高于20℃，特別是7、8月平均氣溫達(dá)30℃左右。因此可知，在氣溫較高的夏季膜式表誤差很小，具有較好的計(jì)量特性。

(3)考慮到10月國慶長(zhǎng)假、2月春節(jié)長(zhǎng)假因素，造成其單月用氣量下降。排除此因素，全年最低用氣量出現(xiàn)在8月，而8月恰好是全年平均氣溫最高的月份。而從整個(gè)曲線來看，冬季用氣量明顯上升，夏季用氣黽明顯下降，這與實(shí)際情況非常吻合。說明溫度對(duì)于用氣量有顯著影響。同時(shí)從整個(gè)曲線來看，冬季皮膜表的曲線大幅低于標(biāo)準(zhǔn)表(超聲波)，夏季則非常接近，說明溫度是影響膜式表誤差的重要因素。

表1、表2的每月誤差曲線圖如下：

由圖3可知：

(1)重慶氣候條件下，無溫壓修正的膜式表誤差值普遍偏負(fù)，特別是冬季氣溫較低的情況下，最低可達(dá)-8％左右。究其原因一方面受氣溫影響，由想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)式(見2.3)估算，其他條件不變的情況下，氣溫每高出1℃，誤差值增大0.3％左右；另一方面管道的絕對(duì)壓力僅6—8月略低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，其他月份都高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，最高達(dá)到103.5kpa左右，由想氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)式(見2.3)估算，其他條件不變的情況下，壓力每高出1kpa，誤差值減小l％左右。由此可知，為保證后端用戶正常用氣的情況下(因此管道相對(duì)壓力不能調(diào)得過低)，壓力也是造成膜式表計(jì)量值偏低的重要因素。而冬季氣溫較低、壓力較大，因此導(dǎo)致誤差最低達(dá)-8％左右。

(2)5—10月，誤差曲線波動(dòng)較小，且接近零位。表1的月平均誤差為-2.1％，表2的月平均誤差為-0.6％，表1、表2的平均誤差為-1.3％左右。因此可知，氣候?qū)δな奖碚`差的影響并不顯著。而11—4月，誤差曲線大幅下挫，氣候?qū)δな奖碚`差的影響巨大。

(3)表1、表2的誤差曲線圖形狀基本一致，走勢(shì)相同。由此可知該試驗(yàn)中表1、表2無異常情況，實(shí)驗(yàn)效果較好。

(4)全年表1的誤差為-4.6％左右，表2的誤差為-3.3％左右。表1、表2的平均誤差在-4％左右。此誤差遠(yuǎn)大于其±1.5％的允許誤差，因此可以認(rèn)為氣候條件是造成誤差的主要因素。

4、結(jié)論

隨著能源緊缺形勢(shì)日趨嚴(yán)重，人們對(duì)燃?xì)獗碓诓煌h(huán)境下計(jì)量性能的要求也越來越高，燃?xì)夤緦?duì)輸差管控也越來越嚴(yán)。本文通過對(duì)重慶氣候條件下工商用戶膜式燃?xì)獗碛?jì)量性能的實(shí)驗(yàn)研究，得出了燃?xì)獗碓谥貞c氣候條件下的全年誤差曲線。并對(duì)誤差曲線進(jìn)行了深入分析，探究了其成因。為研究重慶氣候條件下膜式燃?xì)獗淼挠?jì)量性能提供了寶貴的數(shù)據(jù)，順應(yīng)了發(fā)展的需要，有助于燃?xì)夤咎嵘敳罟芸厮健?/span>

參考文獻(xiàn)：

[1]翟英?。貐^(qū)大氣壓對(duì)膜式燃?xì)獗頇z定的影響[J]．中國計(jì)量，2011，32(8)：112-113．

[2]何藝超，楊有濤，關(guān)進(jìn)偉．膜式燃?xì)獗頊囟葘?shí)驗(yàn)的誤差曲線[J]．工業(yè)計(jì)量，2011，21(4)：30-31．

本文作者：周謙益

作者單位：重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)技術(shù)質(zhì)量部