天然气计量培训讲座课件

天然气计量培训讲座第一章天然气计量概述计量的重要性贸易结算核心安全管理保障天然气计量是能源行业的基础工作直接关在油气贸易中计量数据决定着数亿资金的准确的计量不仅关乎经济利益更是安全生,,,系到贸易结算的公平性和准确性精确的计流向哪怕的误差在大规模交易中都产的重要保障通过监测流量异常及时发

0.1%,,量数据是保障交易双方权益的核心依据可能造成巨额经济损失现泄漏等安全隐患天然气计量的挑战与机遇主要挑战发展机遇测量不确定度数字化转型温度、压力波动气质变化设备老化等多重因素交织导致测量不确物联网、大数据、人工智能等技术的应用为智能计量系统的发展开,,,,定度难以控制辟了新路径复杂工况适应标准化进程脉动流、多相流、低流速等非理想工况对计量精度造成严重影响需国际标准的不断完善和国内标准的持续更新为计量技术提供了坚实,,要专业技术应对的规范基础新能源气体技术创新氢气掺混、生物天然气等新型气源的出现对传统计量方法提出了全,新挑战天然气的物理与化学性质基础01主要成分构成天然气主要由甲烷CH₄组成,通常占85-95%,还含有乙烷、丙烷、丁烷等烷烃,以及少量氮气、二氧化碳和硫化氢等杂质02物理特性天然气在标准状态下为气态,无色无味,密度约为空气的

0.6倍,具有良好的可压缩性和扩散性,热值高达35-40MJ/m³03温压影响规律根据理想气体状态方程PV=nRT,温度升高或压力降低时,气体体积膨胀;温度降低或压力升高时,气体体积收缩实际气体还需考虑压缩因子的影响密度与压缩因子天然气的化学奥秘深入理解天然气的分子结构与组成特性是掌握计量技术的理论基础从微观分子到宏观,物性每一个细节都影响着计量的准确性,第二章计量单位与标准条件:体积单位质量单位立方米m³、标准立方米Nm³、千立方米km³是天千克kg、吨t用于质量计量,在液化天然气贸易中常用然气计量的基本体积单位标准状态能量单位中国标准:20℃、

101.325kPa;国际标准:15℃、焦耳J、兆焦MJ、千瓦时kWh用于能量计量,反映

101.325kPa或0℃、

101.325kPa天然气的真实价值单位换算关系标准条件的意义•1Nm³=标准状态下的1立方米天然气由于气体体积受温度和压力影响显著,必须规定统一的标准条件,才能实现不同地区、不同•1m³天然气≈35-40MJ热值时间的计量数据可比标准状态下的体积称为标准体积,是贸易结算的基准•1kg LNG≈

1.4-

1.5Nm³天然气•1立方英尺=

0.0283m³天然气计量相关国际标准介绍标准体系标准规范与其他标准ISO AGA API系列标准规范了差压式流量计的设计与美国气体协会发布的报告系列如美国石油学会标准、欧洲标准以及中国国ISO5167AGA,AGAAPIEN应用定义了天然气压缩因子计算方孔板流量计、涡轮流量家标准系列共同构成了完善的计量标准体,ISO12213Report No.3No.7GB/T,法是国际通用的权威标准计、超声波流量计是行业广泛应用的技系推动技术进步与国际接轨,No.9,,术指南技术发展趋势国际标准正朝着数字化、智能化方向发展更加注重不确定度分析、在线校准技术和氢气等新能源气体的计量规范制定:,第三章流量测量原理与技术:流量测量基本原理流量计分类体系流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体量,可用体积流差压式速度式量m³/h或质量流量kg/h表示流量测量的核心是将流体流动转换为可测量的物理信号,如压孔板、文丘里管、喷嘴等,基于伯努利方涡轮、涡街、电磁等,测量流体速度程差、转速、声波时差或振动频率等,再通过标定关系计算出流量值容积式质量式腰轮、旋转活塞等,测量固定体积科里奥利、热式等,直接测量质量超声波式时差法、多普勒法,非接触测量选择流量计时需综合考虑精度要求、量程范围、压力损失、维护成本、介质特性和安装条件等多个因素差压式流量计孔板流量计结构组成由标准孔板、取压装置、差压变送器和流量积算仪组成孔板是带有圆形开孔的薄板,安装在管道中工作原理流体通过孔板时流速增加、静压降低,产生压差根据伯努利方程和连续性方程,压差与流量的平方成正比流量计算通过标准公式qv=C·ε·π/4·d²·√2ΔP/ρ计算流量,其中C为流出系数,ε为膨胀系数,d为孔径流场整形要求优势与局限•上游直管段≥10DD为管径优势:结构简单,成本低,标准化程度高,无可动部•下游直管段≥5D件,可靠性好•管道内壁光滑,无焊缝、凸起局限:压力损失大,量程比小通常3:1,对安装要求•避免阀门、弯头等干扰件影响严格,低流量时精度下降•必要时安装流动调整器涡轮流量计与旋转活塞流量计涡轮流量计旋转活塞流量计流体推动涡轮叶片旋转转速与流量成正通过活塞在腔体内旋转将气体分割成固定,,比精度可达量程比以上响应体积并计数精度高适合小流量±

0.5%,10:1,±

0.2%,快适用于清洁气体的精确计量和贸易计量常用于城市燃气表,,需定期清洗和润滑轴承需防止杂质堵塞活塞••避免超速运行损坏叶片定期检查密封性能•••对气质要求高,防止杂质磨损•注意温度补偿典型应用案例某天然气门站采用台涡轮流量计并联计量年输气量亿立方米通过建立完善的维护制度定期离线校验保证了计量精度在以内实现8DN200,5,,±

0.3%,了精准贸易结算定期分析流量计运行数据及时发现异常并更换确保了系统的长期稳定运行,,超声波流量计与科里奥利流量计超声波流量计科里奥利流量计01时差法原理超声波顺流和逆流传播时间不同,时间差与流速成正比,多声道设计提高精度02非侵入优势无压损,无可动部件,免维护,量程比宽100:1,适合大口径管道03应用场景长输管道贸易计量、大型门站、LNG接收站等高精度要求场合01科氏力原理选择合适的流量计根据工况条件、精度要求、经济性和维护便利性科学选型是确保计量准确的第一步没,有最好的流量计只有最合适的流量计,第四章天然气质量分析与能量计量:采样操作规范气体采样准备缓慢开启采样阀,避免压力冲击采样时保持稳定流量,充分置换钢瓶内气采样前需确认采样点位置符合标准,准备清洁的采样钢瓶,检查采样管线密封体记录采样时的温度、压力和流量数据性,排除系统内残留气体样品运输与保存安全注意事项避免阳光直射和高温,及时送实验室分析一般要求采样后24小时内完成分采样区域严禁烟火,佩戴防护装备防止气体泄漏和中毒采样后及时密封析,确保数据准确性钢瓶,贴上标签,注明采样时间、地点和工况气体成分分析技术气相色谱法是天然气组成分析的标准方法,可精确测定各组分含量通过热导检测器TCD或火焰离子化检测器FID,分析甲烷、乙烷、丙烷等烃类及氮气、二氧化碳等非烃组分的体积分数,精度可达

0.01%现代在线色谱仪可实现实时连续分析,为能量计量提供准确的组成数据能量计量的计算方法体积计量能量计量关键参数计算vs1高位热值体积计量HHV燃烧产物中水蒸气凝结释放的热量计入总热值,通常为38-40MJ/Nm³以标准立方米为单位,简单直观,但不能反映气质差异相同体积的天然气,热值可能相差10%以上2低位热值LHV燃烧产物中水蒸气不凝结,热值较低,约为34-36MJ/Nm³能量计量3相对密度以焦耳或千瓦时为单位,真实反映天天然气密度与空气密度之比,影响流量计算和燃烧特性然气的能量价值,体现优质优价原则,是国际贸易的发展趋势4沃泊指数评价天然气互换性的综合指标,确保用气设备的安全性能量计算公式能量E=标准体积V×高位热值HHV×压缩因子修正通过在线色谱仪实时测定组成,结合温度、压力数据,计算出精确的能量值,实现按能量结算第五章计量系统设计与安装:计量站设计原则工艺合理性1流程简洁高效,设备布置符合气体流动规律,便于操作和维护预留扩容空间,满足未来发展需求精度可靠性2选用合适的计量仪表,配置必要的辅助设备设置在线和离线校验系统,确保长期计量准确安全防护3满足防火防爆要求,设置可燃气体检测报警、紧急切断和消防系统防雷防静电措施到位经济适用4综合考虑建设成本和运营成本,避免过度设计优先采用成熟可靠的技术和设备流量计安装规范要点•严格遵守上下游直管段要求,消除流场干扰•保证流量计水平安装或垂直安装根据型号要求•温度、压力测量点位置符合标准规定•管道支撑牢固,避免振动和应力•安装过滤器和分离器,保护计量设备•预留检修空间和旁路管线计量系统的自动化与数据采集电子体积校正器监控系统数据管理平台EVC SCADA是计量系统的核心实时采集温度、压力、数据采集与监视控制系统实现远程监控、数据基于云计算的大数据平台集成计量数据、设备EVC,,,流量信号根据或标准算法将工况体积存储、报警管理和报表生成支持多种通信协状态、维护记录等信息提供数据分析、趋势预,AGA ISO,,转换为标准体积精度可达议与上级调度系统无缝对接测和决策支持功能,

0.1%,自动化优势网络安全防护消除人工抄表误差提高数据准确性计量系统网络安全至关重要需部署防火墙、入侵检测、数据加密等多层•,,防护措施防止数据篡改和非法访问确保计量数据的完整性和可信度实时监控异常快速响应故障,,•,历史数据追溯便于审计和分析•,降低劳动强度提升管理效率•,第六章计量误差与不确定度分析:误差来源分类压力测量温度测量变送器零漂、量程选择、引压管安装等导致压力测量偏差测温元件精度、安装位置、响应时间等因素影响温度准确性流量测量流量计精度等级、流场分布、脉动流干扰等是主要误差源数据处理气质分析算法选择、软件计算、数据修约等环节可能引入误差采样代表性、分析仪器精度、组分计算方法影响气质数据系统误差可以通过校准和修正消除随机误差需要通过统计方法评估全面分析各环节的误差来源采取针对性措施才能有效控制总体不确定度,,,不确定度评估与设备校验维护不确定度评估方法校验与维护最佳实践01建立数学模型明确测量过程和影响因素,建立输入量与输出量的函数关系02评估标准不确定度采用A类统计和B类经验评定方法,量化各输入量的不确定度03合成不确定度根据各分量相关性,应用不确定度传播定律,计算合成标准不确定度04扩展不确定度选择置信概率通常95%,乘以包含因子k,得到扩展不确定度定期校验流量计一般每年校验一次,温度、压力变送器每半年校验一次采用标准装置进行离线或在线校验日常维护定期巡检,清洁过滤器,检查密封点,监测设备运行状态,及时发现异常第七章计量争议与管理:贸易计量中的争议类型计量差异设备故障上下游计量数据不一致,超过合同约定的允许偏差范围,导致结算纠纷计量仪表失准、损坏或通信中断,造成数据缺失或异常,影响贸易公平性标准理解质量争议对计量标准、合同条款的理解不一致,在计算方法、修正系数等方面产生分歧气质指标热值、硫含量等不符合合同要求,引发价格调整或违约索赔争议处理流程发现异常1监测系统自动报警或人工发现计量数据异常,立即启动调查程序2数据核查核对原始数据,检查仪表状态,分析可能原因,形成初步判断协商沟通3双方技术人员共同分析,交换数据和证据,寻求一致意见4第三方仲裁协商不成时,委托具有资质的计量检测机构进行独立评估和仲裁整改落实5根据结论调整数据,完善管理制度,防止类似问题再次发生法规与安全要求相关法律法规安全操作规范《计量法》规定了计量器具的管理、检定和使用要求,是计量工作的根本法律依据《强制检定工作计量器具目录》明确了贸易结算用流量计、压力表等必须定期强制检定国家标准GB/T涵盖流量计检定规程、天然气质量标准、计量站设计规范等技术要求行业技术规范石油天然气行业的SY/T标准、城镇燃气的CJJ标准等专业规范人员资质操作人员必须经过专业培训,持证上岗,熟悉应急处置程序设备防护定期检查安全阀、压力表,确保防爆设备完好,消除安全隐患作业许可动火、进入受限空间等危险作业需办理作业票,落实安全措施第八章新技术与未来发展趋势:氢气掺混的挑战智能计量技术数字化转型氢气密度低、扩散性强,掺混后改变气体物性传基于物联网、人工智能的智能计量表,具备自诊数字孪生技术构建计量系统虚拟模型,优化设计和统流量计可能产生较大偏差,需要研发适应氢气-天断、自校准、预测性维护功能边缘计算提升数据运行区块链技术保障计量数据不可篡改,增强贸然气混合物的新型计量技术和修正算法处理能力,5G通信实现低延迟传输易信任大数据分析挖掘潜在问题,提升管理水平技术发展方向•研发适用于氢气等新能源气体的计量标准和设备•推进计量系统的数字化、网络化、智能化建设•加强国际合作,参与全球计量技术标准制定•培养复合型人才,提升行业整体技术水平案例分析塔里木油田计量培训实录:培训内容概览学员反馈与收获1理论授课通过培训,我系统掌握了天然气计量的理论体系,特别是不确定度分析方法,对日常工作很系统讲解计量原理、标准规范、仪表选有指导意义型、误差分析等理论知识,夯实基础——计量工程师张工2现场教学实操环节让我第一次亲手拆装流量计,理解了内部结构和工作原理,印象非常深刻参观计量站,观摩设备运行,了解工艺流程,学习实际操作经验——现场技术员李师傅培训采用理论与实践相结合的方式,注重互动交3实操演练流,学员满意度达95%以上培训后,学员解决实际问题的能力显著提升,为油田计量管理水平的提分组进行流量计拆装、校验、故障诊断等高奠定了坚实基础实操训练,提升动手能力4案例讨论分析真实计量事故和争议案例,研讨解决方案,积累应急处置经验实操提升技能理论学习打基础实践操作练真功只有通过反复的动手实操才能真正掌握计量技术的,,精髓成长为合格的计量专业人才,实操演练环节介绍压力变送器调校涡轮流量计拆装使用标准压力源和精密数字压力计,对变送器进行零点和量程校准,调整输出信号,确保测量精度学习流量计的结构组成,掌握拆卸、清洗、组装的正确步骤和注意事项检查叶片、轴承等关键部件的状态参数设置EVC温度元件检定学习电子体积校正器的参数配置,包括流量计系数、温压修正算法、气质数据等,进行模拟运行测试在恒温槽中校验温度传感器,对比标准温度计读数,评估测温误差,必要时进行修正或更换气体采样与分析实操采样实操步骤色谱分析演示

1.检查采样设备和钢瓶密封性在实验室观摩气相色谱仪操作,了解样品进样、色谱柱分离、检测器信号处理等过程学习色谱图的识别和数据处理,计算各组分含量和热值

2.连接采样管线,排除空气和杂质

3.缓慢开启采样阀,控制流量

4.充分置换钢瓶内气体至少5倍体积

5.关闭采样阀,密封钢瓶,贴标签

6.填写采样记录表,送实验室分析常见问题与故障诊断12流量示数异常波动计量数据突然偏大或偏小可能原因:上游工况波动、管道振动、流量计故障、信号干扰可能原因:温压测量偏差、流量计系数变化、气质变化、EVC参数错误诊断方法:检查上游压力温度稳定性,排查机械振动源,测试流量计输出信号,检查电诊断方法:校验温度压力变送器,复核流量计系数,分析气质数据,检查EVC设置缆屏蔽解决方案:校准或更换变送器,修正流量计系数,更新气质参数,重新配置EVC解决方案:稳定上游工况,加固管道支撑,更换或校验流量计,改善信号传输34上下游计量差异大设备通信故障可能原因:泄漏、计量误差、气质不一致、时间同步问题可能原因:通信线路故障、协议不匹配、设备地址冲突、电源问题诊断方法:巡检管线查漏,对比双方计量数据和仪表状态,核对气质分析结果,检查时诊断方法:检查通信电缆连接,测试通信信号,核对协议参数,排查供电异常钟同步解决方案:修复或更换通信线路,统一通信协议,调整设备地址,稳定供电解决方案:消除泄漏,校准计量设备,统一气质数据来源,确保时间同步预防措施:建立设备台账和维护计划,定期巡检和预防性维护,加强人员培训,完善应急预案,及时处置异常计量数据管理与报告编制数据采集数据审核自动采集流量、温度、压力、密度等实时数据,确保数据完整性和时效性设置合理性检验规则,识别异常数据,人工复核可疑记录,保证数据质量数据存储报告生成按照规范要求存储原始数据和计算结果,建立备份机制,至少保存3-5年自动生成日报、月报、年报,包含累计量、平均值、异常记录等关键信息计量报告关键内容基础数据质量指标•报告周期日/月/年和报告单位•计量系统运行率和完好率•计量点名称、编号和位置•数据有效率和异常记录说明•累计流量标准体积或能量•计量不确定度评估结果•平均温度、压力、密度•与上期数据对比分析•平均热值和相对密度•上下游计量差异及原因分析•运行时间和停输时间•设备维护和校验记录摘要规范的数据管理和高质量的计量报告,是贸易结算、生产调度和经营决策的重要依据,必须认真对待,确保准确无误互动讨论与知识巩固小组讨论主题示例如何在现有条件下降低计量系统的不确定度分享你们单位的做法和经验面对氢气掺混的新挑战,计量技术需要做出哪些调整和改进讨论一次你经历的计量争议,是如何发现问题、分析原因和解决的智能计量和数字化转型对你的工作带来了哪些变化有何建议经验分享环节答疑解惑邀请资深工程师和优秀学员分享实际工作中的经验教训,讨论典型案例的处理思路通过互动交流,拓展思维视角,学习他现场解答学员在学习和工作中遇到的疑难问题,讲师提供专业指导和建议对于共性问题,进行深入讲解和补充,确保学员人长处,共同进步真正理解和掌握鼓励学员踊跃提问,营造轻松活跃的学习氛围,让知识在交流中碰撞,在讨论中升华培训总结与考核安排课程重点回顾考核形式评分标准•天然气计量的重要性和基本原理理论考试:闭卷笔试,涵盖课程主要知识点,占•90分以上:优秀,全面掌握计量理论和技总成绩能各类流量计的工作原理和适用范围60%•实操考核现场操作流量计拆装、仪表校验分良好较好掌握主要知识和技能计量系统设计、安装和维护要点:•80-89:,•等占总成绩,30%分合格基本掌握基础知识和技能误差分析、不确定度评估方法•70-79:,•综合评价课堂表现、讨论参与度、作业完:分以下不合格需要补考或重新培训计量争议处理和安全管理规范•70:,•成情况占总成绩,10%新技术发展趋势和实际应用案例•通过考核的学员将获得培训合格证书证书可作为专业能力的证明希望大家认真复习积极准备争取优异成绩培训结束后我们将持续提供技术支持,,,,和交流平台助力大家在计量岗位上不断进步,!结语提升计量能力保障能源安全:,计量技术的战略意义持续学习与创新天然气计量不仅是技术问题,更是关系国家能源安全和经济发展的战略问题精准计量是公平贸易的基石,是安全生产的保障,是优化管理的手段,是技术创新的驱动力随着能源结构转型和天然气消费快速增长,计量技术的重要性将更加凸显我们必须紧跟国际前沿,不断学习新知识、掌握新技术、应对新挑战理论学习持续关注标准规范更新,深化理论知识实践锻炼在工作中积累经验,提升操作技能交流合作参加行业会议,分享经验,拓展视野谢谢聆听!欢迎提问交流30+100%95%培训课时实操演练学员满意度系统全面的课程体系理论与实践相结合高质量的培训效果后续支持与服务联系方式•提供培训资料电子版和参考文献培训中心:天然气计量技术培训中心•建立学员微信群,持续技术交流地址:北京市朝阳区能源大厦•定期举办技术研讨会和经验分享会电话:010-12345678•提供在线答疑和远程技术支持邮箱:training@gasmetering.com网站:www.gasmetering.com期待与各位继续保持联系,共同为天然气计量事业的发展而努力!。