天然气是由带压管道输送，其流量是针对通过管道某一横截面而言的。供需双方之间输送天然气的多少，是通过安装在输气管道上的流量测量装置的计量数据确定的。这个流量计量数据也是衡量单位生产技术水平一项重要基础资料。作为输出部门，天然气是产品，作为用气部门，天然气是原料或能源，其计量值的准确、可靠和统一直接关系到原料的消耗、产品质量、节约能源和成本核算等技术经济指标。因此，天然气流量计量是企业生产和经营管理中一项日常进行的、重要的技术基础工作。准确的计量天然气流量可以适时的改进生产工艺、提高产品质量、降低产品成本、确保安全生产、合理经营管理和提高经济效益及社会效益。
天然气的输送、销售作为天然气工业生产的最后环节，其经营、管理的效果是人们都关心的焦点。而输差又是人们关注的重要经济指标。输差的确切含义是什么，它与哪些因素有关，在当前技术及管理现状的条件下输差可控额度为多少等等问题，也是经营管理人员经常讨论的话提。本文拟就天然气计量与输差控制等问题谈一点体会和看法。
1 天然气的计量单位与概念
在日常生活中，人们通过感觉器官悟察事物存在某种程度上的差异。“量”是现场、物体或者物质可以定性区别和定量确定的一种属性，每一种具有这种性质的即为一个“量”。计数是人们掌握和表示“量”的最简单方法。人们也可以通过所研究的量与特定量的比值测得宏观物体的质量、体积等连续的量。为了定量表示同类量的值，必须有一个量作为比较的基础。这种约定选取的特定量，则称为计量单位。有了计量单位，测量的结果才有意义。
天然气是气体，气体和液体都富于流动性，故合称它们为流体，其流量测量有许多相似之处。流体的流量测量指的是测量单位时间内通过某一横截面的流体量。流量以质量表示时，称为“质量流量”；以体积表示时称为“体积流量”，以能量表示时称为“能量流量”。
1.1 流量测量
流量计量是通过流量测量而得到的，流量测量是流量计量的手段和基础，然而由于流量是由质量、长度、温度、时间等基本量的综合导出量，是在流体流动过程中测得的，具有导出性、综合性和动态性，要测准它十分困难。特别是气体又因具有很大的压缩性和膨胀性，又增大了一层难度。而且由于流动状态的偏差，就会增加流量测量的附加误差。
1.2 能量测量
天然气的能量测量在我国还没有得到广泛的使用，能量计算可以由标准体积流量或质量流量乘以发热量Hs来计算。误差产生主要是天然气标准掺比条件的不同，能量换算考虑的是在温度0℃，标准状况一个大气压，质量换算则是15℃，标准状况一个大气压，两者相比误差，会有4% 的误差。
2 天然气量值的测量
使用气体流量计的目的是确定气体的“量”——理想的是确定其质量，因为其量值是由传递的气体质量确定的。但是最容易传感气体性质的是流经流量计时温度、压力条件下的气体体积。所有这些流量计都给出体积量，用计量条件下相对于气体的约定真值定义示值误差。以下就几种流量计的特点及性能做以介绍。
2.1 孔板流量计
我国天然气计量目前仍是传统的差压式仪表占主要地位。据调查，在石油天然气行业，采用孔板流量计作贸易计量的约占95% 以上，大部分是国产表。
孔板流量计的主要优点：
（1）适用于较大口径管道的计量（目前口径大于DN600 的流量计一般只能选用孔板）。
（2）无可动部件，耐用。
（3）应用历史悠久，标准规定最全。
（4）制造相对容易，价格便宜。
缺点是：
（1）测量范围（量程比）窄，为3：1，且合理使用的流量是满量程的30%～80%。
（2）压力损失最大，可达25%～50%。
（3）计量准确度受安装条件影响很大。
（4）前后直管段要求长（据SY/T6143-1996规定，β =0.5 时，弱扰动至少为前14D，后6D；强扰动至少为前40D，后6D），占地面积大。
（5）计量准确度受人为因素影响大。
（6）不能直读出计量结果，使用不便。
与孔板流量计配套的检测仪表主要类型有：机械式仪表、电动单元组合仪表、微机型仪表。
CWD-430 型双波纹管差压计是典型的机械式仪表，目前在我国油气田应用仍十分广泛。中小规模的天然气贸易计量几乎全用这种仪表，这也是国内孔板流量计的主要配套方式。这种仪表系统简单，投资少，但准确度低，人为影响因素多，附加误差大，测量参数不能远传，不便集中管理，是一种相当落后的计量方法。
电动单元组合仪表一般由差压、压力、温度变送器及三笔记录仪构成，由人工或由长图求积仪对三个参数取值后进行流量计算。这种流量计量模式与机械式仪表基本相同，取值过程中也会有附加误差，投资和维修费用相对高。但由于采用了变送器，信号可远传，便于集中控制。
微机型仪表由积算仪或计算机代替了上述的记录仪，信号由计算机处理，按国标公式计算得出计量结果。这一配套技术提高了自动化水平和计量准确度。
2.2 涡街流量计
它无可动部件，量程宽，在石化行业应用较广，在油气田气体贸易计量中也有适量应用。但由于其对雷诺数有要求：Re≥ 4000，使得使用范围受到限制。国内涡街流量计大多采用应力式压电晶体检测元件，抗干扰性能差，不适合在有振动干扰的管网中应用，作贸易计量的可靠性差。而且未进行天然气压缩因子的修正，随着流经流量计压力的增大，流量计的误差也增加，例如在0.5MPa（绝压）、10℃，就有1.0% 的误差，因此，推广量也很少。
2.3 旋进旋涡流量计
最近几年来，旋进旋涡流量计在一些油田伴生气计量中得到广泛应用。DN25～DN200口径的流量计在油田的计量间、中转站常可见到。这种流量计与涡街流量计有相似之处，流量计无可动部件，无机械磨损，不会有卡、堵现象，测量流量比较大，更换检测元件勿需要标定，由于它的结构紧凑、操作简单、使用方便，在石油、化工等内部计量，特别是在系统总计量中得以应用。一般情况下误差在1.05%之间，随着微电子技术的开发与应用，可以预料它在天然气计量中将是一个很有发展前途的流量计。
3 天然气输差概念
天然气输差是指天然气在输送过程中的量值减量，其计算公式为：
式中：Δ －天然气输差，m3；
Qj－流入气量， m3；
Qc －流出气量， m3；
t－时间，s；
T－时间周期。
4 输差分析方法
4.1 输差的分类
输差根据实际情况可以分为：站输差、线输差、综合输差等。
（1） 站输差：
（2） 线输差：Δ线＝ Q出气-Q进气+Q管存变化
（3） 综合输差：
天然气的综合输差要做到三个等于：一是综合输差等于总出总进之差；二是综合输差等于所有站输差和线输差之和；三是综合输差等于所有基层单位输差之和。只有做到这三个等于，就有利于对输差进行准确定位，有利于科学调动人力和物力，有利于输差问题的迅速解决。
4.2 输差分析方法
对集输管网进行输差分析，就是要及时暴露输差问题，尽快地将问题交给计量人员和巡线人员，一方面促使计量人员首先对计量仪表是否存在输差产生的可能性进行确认；另一方面让巡线人员对管线窃、漏气是否存在输差产生可能性进行确认。而对于计量人员而言通常实行的输差分析方法主要有：
（1） 计量先行法
输差产生的原因有很多，但是我们往往应该先从计量仪表进行分析入手，因为计量仪表产生的输差问题比窃气、漏气产生的输差问题更加不容易发觉，计量仪表发生故障造成计量不准确产生输差的可能性远远大于管道窃气、漏气的可能性，而且计量仪表的处理与巡线相比较为容易和及时。因此，我们坚持计量先行的原则，更有利于输差问题的解决。
（2） 相关分析法
输差的分析有时候不能仅仅靠单一的对一种因素进行分析，而是要对多种因素综合考虑，进行相关分析。举例说一管输企业某天的输差突然增大了，而这一天计量员对计量装置的参数进行了修改，这时候我们分析输差就要密切关注这个举动了，就要从计量数据和计量行为进行相关分析，尽快找出原因，从而避免了机械的查找各个计量仪表的重复劳动，提高了工作效率，及时堵住输差，减少企业损失。可以说用相关分析就是在和输差抢时间，避免更大的损失。
（3） 流量平衡法
有了输差问题要及时解决，但是不能盲目不知所措。对于范围相对较小的区域，首先对计量仪表进行校验，然后对仪表进行封表，通过计算每一台流量计的瞬时值，进行现场流量平衡，如果不在误差范围之内就继续查找其他可能因素，直到平衡为止。对于范围较大的区域，可以采用现代通信技术，同一时间点分别计算某一瞬时流量值，观察输差的情况来判断输差产生的原因。
（4） 数据跟踪法
一般天然气天然气管网的计量数据都具有传递性质，要判断一台计量仪表的准确性，可以通过和上下游计量点计量仪表的计量数据对比就可以判断出来。
（5） 曲线对比法
我们可以将全线输差以及分段输差，或者说将整个管网的输差和区域的输差做成输差曲线，对这些输差曲线进行对比，如果我们发现那段或者那个区域的输差曲线和全线或者整个管网的输差曲线走势相似时，该线存在输差问题的可能性就比较大，这样可以重点针对该段或者该区域进行查找，缩小了工作范围，赢得了解决问题的时间。
5 结束语
天然气计量是天然气贸易中的交易手段，只有了解和掌握了计量的原理以及适用范围才能因地制宜采用不同的计量方法，准确公平的交易。而输差控制是提高计量准确性有效的保证，只有通过计量工作者不懈努力，坚持诚信为本，求真务实，定能有效的控制输差，实现供需双方双赢，为天然气管输企业发展和社会进步发挥更大的作用。
参考文献
[1] 孙淮清，王建中. 流量测量节流装置设计手册.化学工业出版社
[2] 纪纲. 流量测量仪表应用技巧. 化学工业出版社
