摘　要：輸差管控對于天然氣公司提升企業效益具有重要意義。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。特別是應用于工商業用戶的大中型皮膜表，其在實際應用中的誤差特性，對輸差管控至關重要。本文對重慶氣候條件下工商用戶膜式燃氣表誤差特性進行了分析，繪出了其全年誤差曲線圖。有助于燃氣公司制訂相應措施，提高輸差管控水平。

關鍵字：誤差、氣溫、膜式燃氣表、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的頻頻顯現，天然氣作為一種清潔的高熱值能源，市場需求量逐年增加。另一方面，隨著技術經濟的不斷發展，人們對關系切身利益的問題越來越重視。因此，供需雙方對輸氣計量準確度的要求逐步提高。而輸差作為控制輸氣成本、體現輸氣系統效益損失的一個最關鍵指標，更多的被引進各大天然氣公司的考評體系。

但是由于大量無溫壓修正的皮膜表，其誤差隨環境、氣候等因素的變化而波動，為輸差管控帶來了難度。特別是應用于工商業用戶的大中型皮膜表，其在實際應用中的誤差特性，對輸差管控至關重要。為此，筆者設計了專門的實驗，采集了一個年度的數據，對重慶氣候條件下工商用戶膜式燃氣表誤差特性進行分析，有利于燃氣公司制訂相應措施和策略，提高輸差管控水平。

2、試驗設計

2．1試驗目的

由于膜式燃氣表在實驗室檢定時，處于標準狀態下，而實際應用時因為地區、環境、季節差異等導致氣溫、壓力是變化的，而一般的膜式表不帶溫壓修正，因此對燃氣公司的輸差管控帶來難度。為解決這一難題，了解工商用戶膜式燃氣表在重慶氣候條件下實際應用時的誤差特性，特在某食堂以小型高精度超聲波流量計為標準表進行膜式燃氣表誤差試驗，以期找出其誤差規律。

2．2后端負荷

某食堂調壓后相對壓力不高于3kpa，共有大灶4個，小灶3個。最小用氣情況下，僅開一小灶保溫；一般用氣情況下，3個小灶，2個大灶同開；最大用氣情況下，3個大灶，3個小灶同開。正常情況下的后端負荷為28m³／h左右；最小用氣情況下后端負荷為0.8m³／h左右，最大用氣情況下后端負荷為40m³／h左右。此用氣情況流量覆蓋范圍廣，具有代表性，試驗結果更具價值。

2．3試驗設計

如圖1所示，1、2為同型號普通B級皮膜表，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％，為商業和小型工業用戶常用型號皮膜表。3為超聲波流量計，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％。

本試驗為了進行對比，將3塊表以串聯的方式連接在一起。綜合考慮試驗的準確性和具體安裝環境，選用了2塊同型號皮膜表安裝于前端，后端以一塊史高精度和更寬量程的超聲波流量計作為標準表。

此安裝方式造成1，2塊皮膜表之間存在壓差，但根據實際測試壓差最大不會超過200pa。由理想氣體狀態方程可推導得到如下公式：

Q標＝(T標·P)/(T·P標)·Q

T標=293.15K(20℃)

P標=101.325Kpa

T：測量點氣流的絕對溫度

P：N量點氣流的絕對壓力

Q：工況流量

Q標：標況流量

將相關數據代入上式，可以求得由壓差造成的誤差最大不會超過0.2％，即由于壓差，表2的計量值最多只會比表1高出0.2％。因此本實驗忽略此因素。

3、誤差分析

通過2012年5月—至2013年4月，共1年的數據采集、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準表(超聲波)，即在氣溫較低的冬季，膜式表計量值明顯偏低。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量值偏低的重要因素。

(2)2013年5—9月，兩塊皮膜表與標準表(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，具有較好的計量特性。

(3)考慮到10月國慶長假、2月春節長假因素，造成其單月用氣量下降。排除此因素，全年最低用氣量出現在8月，而8月恰好是全年平均氣溫最高的月份。而從整個曲線來看，冬季用氣量明顯上升，夏季用氣黽明顯下降，這與實際情況非常吻合。說明溫度對于用氣量有顯著影響。同時從整個曲線來看，冬季皮膜表的曲線大幅低于標準表(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，特別是冬季氣溫較低的情況下，最低可達-8％左右。究其原因一方面受氣溫影響，由想氣體狀態方程推導式(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壓力僅6—8月略低于標準大氣壓，其他月份都高于標準大氣壓，最高達到103.5kpa左右，由想氣體狀態方程推導式(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(因此管道相對壓力不能調得過低)，壓力也是造成膜式表計量值偏低的重要因素。而冬季氣溫較低、壓力較大，因此導致誤差最低達-8％左右。

(2)5—10月，誤差曲線波動較小，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，氣候對膜式表誤差的影響并不顯著。而11—4月，誤差曲線大幅下挫，氣候對膜式表誤差的影響巨大。

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

(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。此誤差遠大于其±1.5％的允許誤差，因此可以認為氣候條件是造成誤差的主要因素。

4、結論

隨著能源緊缺形勢日趨嚴重，人們對燃氣表在不同環境下計量性能的要求也越來越高，燃氣公司對輸差管控也越來越嚴。本文通過對重慶氣候條件下工商用戶膜式燃氣表計量性能的實驗研究，得出了燃氣表在重慶氣候條件下的全年誤差曲線。并對誤差曲線進行了深入分析，探究了其成因。為研究重慶氣候條件下膜式燃氣表的計量性能提供了寶貴的數據，順應了發展的需要，有助于燃氣公司提升輸差管控水平。

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本文作者：周謙益

作者單位：重慶燃氣集團技術質量部