摘　要：输差管控对于天然气公司提升企业效益具有重要意义。由于大量无温压修正皮膜表的存在，为输差管控带来了难度。特别是应用于工商业用户的大中型皮膜表，其在实际应用中的误差特性，对输差管控至关重要。本文对重庆气候条件下工商用户膜式燃气表误差特性进行了分析，绘出了其全年误差曲线图。有助于燃气公司制订相应措施，提高输差管控水平。

关键字：误差、气温、膜式燃气表、气候条件

1、概述

近年来，随着石化能源的日渐消耗及能源危机的频频显现，天然气作为一种清洁的高热值能源，市场需求量逐年增加。另一方面，随着技术经济的不断发展，人们对关系切身利益的问题越来越重视。因此，供需双方对输气计量准确度的要求逐步提高。而输差作为控制输气成本、体现输气系统效益损失的一个最关键指标，更多的被引进各大天然气公司的考评体系。

但是由于大量无温压修正的皮膜表，其误差随环境、气候等因素的变化而波动，为输差管控带来了难度。特别是应用于工商业用户的大中型皮膜表，其在实际应用中的误差特性，对输差管控至关重要。为此，笔者设计了专门的实验，采集了一个年度的数据，对重庆气候条件下工商用户膜式燃气表误差特性进行分析，有利于燃气公司制订相应措施和策略，提高输差管控水平。

2、试验设计

2．1试验目的

由于膜式燃气表在实验室检定时，处于标准状态下，而实际应用时因为地区、环境、季节差异等导致气温、压力是变化的，而一般的膜式表不带温压修正，因此对燃气公司的输差管控带来难度。为解决这一难题，了解工商用户膜式燃气表在重庆气候条件下实际应用时的误差特性，特在某食堂以小型高精度超声波流量计为标准表进行膜式燃气表误差试验，以期找出其误差规律。

2．2后端负荷

某食堂调压后相对压力不高于3kpa，共有大灶4个，小灶3个。最小用气情况下，仅开一小灶保温；一般用气情况下，3个小灶，2个大灶同开；最大用气情况下，3个大灶，3个小灶同开。正常情况下的后端负荷为28m³／h左右；最小用气情况下后端负荷为0.8m³／h左右，最大用气情况下后端负荷为40m³／h左右。此用气情况流量覆盖范围广，具有代表性，试验结果更具价值。

2．3试验设计

如图1所示，1、2为同型号普通B级皮膜表，流量范围0.25-40m³，在0.1Qmax≤Q≤Qmax之间，最大允许误差为±1.5％，Qmin≤<Q<0.1Qmax之间，最大允许误差为±3.0％，为商业和小型工业用户常用型号皮膜表。3为超声波流量计，流量范围0.22-46m³，在0.1Qmax≤Q≤Qmax之间，最大允许误差为±1.0％，Qmin≤Q<0.1Qmax之间，最大允许误差为±2.0％。

本试验为了进行对比，将3块表以串联的方式连接在一起。综合考虑试验的准确性和具体安装环境，选用了2块同型号皮膜表安装于前端，后端以一块史高精度和更宽量程的超声波流量计作为标准表。

此安装方式造成1，2块皮膜表之间存在压差，但根据实际测试压差最大不会超过200pa。由理想气体状态方程可推导得到如下公式：

Q标＝(T标·P)/(T·P标)·Q

T标=293.15K(20℃)

P标=101.325Kpa

T：测量点气流的绝对温度

P：N量点气流的绝对压力

Q：工况流量

Q标：标况流量

将相关数据代入上式，可以求得由压差造成的误差最大不会超过0.2％，即由于压差，表2的计量值最多只会比表1高出0.2％。因此本实验忽略此因素。

3、误差分析

通过2012年5月—至2013年4月，共1年的数据采集、整理，得到如下每月流量曲线图。

由图2可知：

(1)2012年11月—2013年4月，两块皮膜表的曲线大幅低于标准表(超声波)，即在气温较低的冬季，膜式表计量值明显偏低。究其原因，此间月平均气温较低，均低于20℃，特别是12—2月，月平均气温低于10℃。因此可知，低温是造成膜式表计量值偏低的重要因素。

(2)2013年5—9月，两块皮膜表与标准表(超声波)曲线非常接近，差异不显著。究其原因，此间月平均气温较高，均高于20℃，特别是7、8月平均气温达30℃左右。因此可知，在气温较高的夏季膜式表误差很小，具有较好的计量特性。

(3)考虑到10月国庆长假、2月春节长假因素，造成其单月用气量下降。排除此因素，全年最低用气量出现在8月，而8月恰好是全年平均气温最高的月份。而从整个曲线来看，冬季用气量明显上升，夏季用气黾明显下降，这与实际情况非常吻合。说明温度对于用气量有显著影响。同时从整个曲线来看，冬季皮膜表的曲线大幅低于标准表(超声波)，夏季则非常接近，说明温度是影响膜式表误差的重要因素。

表1、表2的每月误差曲线图如下：

由图3可知：

(1)重庆气候条件下，无温压修正的膜式表误差值普遍偏负，特别是冬季气温较低的情况下，最低可达-8％左右。究其原因一方面受气温影响，由想气体状态方程推导式(见2.3)估算，其他条件不变的情况下，气温每高出1℃，误差值增大0.3％左右；另一方面管道的绝对压力仅6—8月略低于标准大气压，其他月份都高于标准大气压，最高达到103.5kpa左右，由想气体状态方程推导式(见2.3)估算，其他条件不变的情况下，压力每高出1kpa，误差值减小l％左右。由此可知，为保证后端用户正常用气的情况下(因此管道相对压力不能调得过低)，压力也是造成膜式表计量值偏低的重要因素。而冬季气温较低、压力较大，因此导致误差最低达-8％左右。

(2)5—10月，误差曲线波动较小，且接近零位。表1的月平均误差为-2.1％，表2的月平均误差为-0.6％，表1、表2的平均误差为-1.3％左右。因此可知，气候对膜式表误差的影响并不显著。而11—4月，误差曲线大幅下挫，气候对膜式表误差的影响巨大。

(3)表1、表2的误差曲线图形状基本一致，走势相同。由此可知该试验中表1、表2无异常情况，实验效果较好。

(4)全年表1的误差为-4.6％左右，表2的误差为-3.3％左右。表1、表2的平均误差在-4％左右。此误差远大于其±1.5％的允许误差，因此可以认为气候条件是造成误差的主要因素。

4、结论

随着能源紧缺形势日趋严重，人们对燃气表在不同环境下计量性能的要求也越来越高，燃气公司对输差管控也越来越严。本文通过对重庆气候条件下工商用户膜式燃气表计量性能的实验研究，得出了燃气表在重庆气候条件下的全年误差曲线。并对误差曲线进行了深入分析，探究了其成因。为研究重庆气候条件下膜式燃气表的计量性能提供了宝贵的数据，顺应了发展的需要，有助于燃气公司提升输差管控水平。

参考文献：

[1]翟英俊．地区大气压对膜式燃气表检定的影响[J]．中国计量，2011，32(8)：112-113．

[2]何艺超，杨有涛，关进伟．膜式燃气表温度实验的误差曲线[J]．工业计量，2011，21(4)：30-31．

本文作者：周谦益

作者单位：重庆燃气集团技术质量部