目前，天然气输送在管道输送行业中受到了最高的重视，天然气计量输送的差异严重影响了输送水平的提高。计量仪器作为计量行业的关键工具，其管理水平和应用水平直接影响着计量传递误差的控制。为了提高经济效益，企业必须加强对天然气计量传输差异的控制和管理。简要介绍了天然气计量仪表的管理，进一步分析了传输差异的来源，提出了有效的管理和控制方法，以有效地控制天然气传输差异。

1 天然气输差形成原因

当今天然气被认为是一种国际上高度交易的商品， 已经成为一种有吸引力的能源。管道运输的开放给天然气生产商带来了更大的竞争和更多的销售机会，从而提高了产量。在这一重要的应用领域中，测量不确定性起着重要的经济作用。

输气差值是指输气管道在一段时间内的输入气流量和输出气流量的差值。这种误差分绝对误差和相对误差两种，我们常说的气体输送速率，是指燃气公司的购气金额与销售金额之差。气体输送误差 =( 购买气体体积 - 销售量 )/ 购买气体体积 ×100%。对于燃气公司来说，是指从上游燃气公司采购的量与销售给最终用户的量 ( 供销差价 ) 之间的差额。综合天然气各行业输送差异较大，最高可达 30% 以上，数据得到的输送差异每增加一个百分点，都会给企业带来巨大的损。

2 国内外天然气输销输差计算技术的比较

2.1 测量仪器应用技术

涡轮机流量计是指当流体通过扩散段时，流体被加速到一个多叶片水动力平衡涡轮转子上。转子速度与体积流率成正比。当转子转动时，安装在仪表上的机械或电子装置检测每个叶片尖端的通道，从而产生与流量成正比的频率的正弦波输出。涡轮机仪表非常适合交付点， 因为他们的准确性提高，所以应用范围广泛。这个仪表可能因为液体塞而损坏。它们必须为托管移交应用进行校准，并且必须得到证明。

质量流量计测量单位时间内流过管道的流体的质量流量。体积流率是质量流量除以流体密度。由于声速依赖于控制的液体浓度而决定。科里奥利力是质量流量计的主要原理。测量质量相对于旋转中心移动而产生的加速度或惯性所产生的力，由振动管产生的扭转量，流体在其中流动与其质量流量成正比。传感器用于测量扭转， 发射机产生线性流量信号。如果密度变化太频繁，人工校准不足，科里奥利流量计也可以用来测量密度。

流体管道的固有振动频率取决于管道和流体的组合质量。通过对管子的运动和固有频率的测量，可以推导出管子中流体的质量。用管子的已知体积除以质量，就得到了流体的密度。瞬时密度测量允许通过将质量流量除以密度来计算单位时间内的流量。

孔板流量计工作的过程中，根据与孔板相关的计算， 可以用孔板计推断出容积流量或质量流量。它采用伯努利原理，即流体的压力和流体的速度之间存在一种关系。当速度增加时，压力减小，反之亦然。压降是用差压传感器测量的，当校准时，这个压降就成为流量的测量值。

孔板流量计是测量大型管道中单相连续流量的一种简便方法，而且成本较低。它具有可预测的特点，占用的空间相对较小。孔板只有在具有拟充分发展的流量剖面时才能很好地工作。这是通过上游直管长度为 20~40 管道直径，取决于雷诺数，或使用流量调节器消除旋流和非对称。孔板体积小，价格低廉，但比文丘里管有更高的压力损失。

当流体退出孔板的开口时，它的横截面在一个特定的距离内是最小和均匀的，然后流体的横截面开始发散。在孔口的上游，在流体收敛之前，流体的压力最大。当流体开始收敛进入孔口时，其压力下降。当流体退出孔口开放，其压力是最小的，这个最小压力保持恒定的最小截面面积的流体流动在下游。

在孔口边缘下游获得的流体的这个最小横截面面积称为压缩静脉。差压传感器记录压差，压差成为流体通过管道的流量的指示。金属板通常制作有锋利边缘( 也称为方边) 的圆孔。边缘可以是圆形的或圆锥形的，板材可以有一个与管道相同大小的孔，除了顶部或底部有一段阻塞，孔可以安装在与管道偏心的位置，压力开孔可以安装在其他位置。

每种组合产生不同的流量系数，只要满足不同的条件， 就可以预测不同的流量系数。一旦孔板设计和安装完毕， 通过取孔板压差的平方根并应用一个适当的常数，就可以高度确定地测量流量。甚至压力和温度不同的可压缩气体流动也可以按可接受的确定性进行测量，只需取绝对压力和 / 或温度的平方根，这取决于测量的目的和辅助仪器的费用。

文丘里管流量计由一段短管组成，形状类似于静脉收缩管，与普通管道相吻合。在文丘里管喉部对液体流动造成的阻碍在该区域产生与排放速率成正比的局部压降。这种现象用伯努利方程来计算流量，同时引入了流量系数，通常介于 0.96 和 0.99 之间。

每个气体或液体流量计都可以通过一个固定的或便携式的标准仪表现场校准，或者在液体计量应用中校准。对于直径小于 4 200 m（1.07 m）的管道，可以使用现场标准器。较大管径的流量计必须运送到能够处理较大流量计的校准设备，除非可以找到另一种容积校准方法。

在总表检定应用中，一个流量计被指定为流量检定器。它的准确度必须比要测试的仪器好四倍。在过去12 个月内，总表必须根据基本标准进行校准。为了证明流量计的正确性，被测流量计与主流量计标准器串联使用。被测仪表与校准仪或母表之间的误差用来产生校正系数。这个修正系数被编程到与被测仪表相连的流量计算系统中。在多路计量系统中，每个流量计必须依次检定。

2.2 输差控制技术

天然气流量计在理想条件下测量天然气流量参数，但更精确的是，天然气的数量只能在一定的温度和压力范围内测定。根据标准条件 ( 天然气压力为 101、325kPa 和温度为 20℃的条件) 调整计量数据的温度和压力校正器可以用三种方式使用 ：①根据查尔斯定律在一定的标准条件下确定体积 ；②根据理想气体定律，确定在一定标准温度和压力下的体积 ；③根据已知的实际天然气参数，确定标准条件下的体积。

传统上，大多数操作人员根据基于时间的校准时间表进行仪表校准，并产生经常性的维护费用。然而，其他方法可能更有效。基于风险和条件的校准是其他已证实的选择。基于时间的校准是在指定时间间隔内对设备进行校准。在选择校准间隔时，要考虑仪器类型、操作条件、测量应用和厂家建议等因素。基于风险的校准是由测量随时间漂移造成的财务风险程度与维护设备。基于条件的校准使用从设备或测量系统获得的诊断数据。随着数字化程度的提高和分析工具的可用性，基于条件的校准可以有把握地采用。

以时间为基础的校正方法不考虑仪器是否真正需要校正，也不可能解决校正间隔期间出现的严重测量漂移问题。在某些情况下，可能不需要像时间表要求那样频繁地进行校准。校正时间表可能过于频繁，费用过高， 或与错误测量有关的财务风险超过更频繁校正的费用的情况过于罕见。

基于风险和条件的方法越来越多地用于校准调度。在财政计量的应用中，测量的流体具有相对较高的价值， 错误的测量可能成本高昂。财务风险源于所有测量系统固有的不确定性。如果考虑到流量和流动价值，那么财务风险就是与可能错误测量该流量流相关的潜在成本。在一个系统中，金融风险的大小与仪表的漂移程度相对应。

在基于风险的方法中，校准仪表的最佳时间是财务风险等于维护成本的点。对给定装置的每一次校准或验证，都会有数据可用，从而可以评估漂移的大小和速率。利用这些数据，确定了每个设备的漂移特性。

基于风险的校准调度的另一种方法是基于条件的方法。在当前的自动化系统中，除了与流量测量本身有关的基本信息之外，还可以捕获和分析大量的数据。现代流量计尤其如此，它依赖于先进的电子设备。从流量计输出的数据可以进行后处理，以便了解流量计的性能。

3 结语

计量工作是国家、社会和经济发展的基础工作。准确可靠的计量是我国天然气工业快速发展的重要保证。在天然气生产环节，计量为油气田的生产计划和作业调度提供了基础数据。在天然气输送管道中，测量可以为天然气管道运行状态监测中的传输差异分析提供基础数据。在天然气销售环节，准确的计量有助于有效地保障企业的合法经济利益，实现天然气的公平交易和交付。大力发展天然气，推动我国能源生产和消费升级是我国能源战略的重要方向。

随着我国天然气工业的高质量发展和对国外天然气依存度的不断提高，我国天然气计量技术和标准体系将进一步完善，并与国际接轨。测量工具的可靠性保证可能从强制性检定转变为通过检定或校准进行溯源。加快计量工具国产化步伐，天然气贸易计量方式将由量计向能计转变。