國(guó)內(nèi)天然氣計(jì)量表的必要性相關(guān)流量計(jì)選擇

 作為一種應(yīng)用極為廣泛、清潔高效的能源，天然氣越來(lái)越受用戶的歡迎，伴隨國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)于環(huán)保工作的重視，對(duì)于天然氣流量計(jì)的測(cè)量的要求也在逐步提高，天然氣計(jì)量包括體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量3 種方式。國(guó)際天然氣貿(mào)易和歐美等國(guó)家多采用能量計(jì)量方式，在國(guó)同仍然是以以體積計(jì)量方式為主。本文針對(duì)性地介紹了國(guó)內(nèi)外天然氣計(jì)量現(xiàn)狀，分析了我國(guó)天然氣能量計(jì)量的必要性和可行性。天然氣能量計(jì)量符合國(guó)家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃對(duì)天然氣資源精細(xì)化管理的要求，有利于推進(jìn)我國(guó)天然氣市場(chǎng)化改革的進(jìn)程。目前，我國(guó)已制定能量計(jì)量相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基本具備能量計(jì)量技術(shù)條件，建議加快推進(jìn)我國(guó)天然氣能量計(jì)量相關(guān)工作。
 
　　1 天然氣計(jì)量方式
　　天然氣計(jì)量包括體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量3 種方式。國(guó)際天然氣貿(mào)易和歐美日韓等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用能量計(jì)量，而我國(guó)及周邊俄羅斯、中亞地區(qū)天然氣資源國(guó)家仍以體積計(jì)量為主，天然氣質(zhì)量計(jì)量應(yīng)用相對(duì)較少。
　　1.1 體積計(jì)量
　　天然氣體積計(jì)量?jī)x表包括孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)等。
　　1.1.1 孔板流量計(jì)
　　孔板流量計(jì)為壓差式流量計(jì)，主要應(yīng)用于較早投產(chǎn)的天然氣管道，近年來(lái)，正陸續(xù)升級(jí)改造為渦輪流量計(jì)或超聲波流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格較低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝；性能穩(wěn)定；投用前無(wú)需實(shí)流校核。缺點(diǎn)：測(cè)量精度一般，且精度難以提高；測(cè)量范圍較窄，滿足計(jì)量精度的前提下一般為3:1～5:1，采用雙量程壓差計(jì)可達(dá)10:1；對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度要求較高，一般要求上游直管段長(zhǎng)度為30D（D 為流量計(jì)內(nèi)徑），下游直管段長(zhǎng)度為7D；通過(guò)節(jié)流裝置，壓力損失較大；由于孔板流量計(jì)由法蘭連接，易產(chǎn)生漏氣問(wèn)題，維護(hù)工作量較大。
　　1.1.2 渦輪流量計(jì)
　　渦輪流量計(jì)屬于速度式儀表，在長(zhǎng)輸天然氣管道分輸站場(chǎng)較為常見(jiàn)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，可靠性高；安裝方便，便于維修；精度高，重復(fù)性好；測(cè)量范圍較大，可達(dá)25:1，在高壓輸氣情況下，還可進(jìn)一步增大。缺點(diǎn)：渦輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)引起機(jī)械摩擦，需注意潤(rùn)滑；需在流量計(jì)上游配套過(guò)濾器，避免較大固體顆粒損壞渦輪葉片；對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度有一定要求，一般要求上游10D，下游5D；上限流速受“氣蝕”現(xiàn)象限制，一般為10 m/s。
　　1.1.3 超聲波流量計(jì)
　　超聲波流量計(jì)屬于速差式流量計(jì)，是繼孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)之后的第三類(lèi)適用于高壓力、大口徑、高精度的天然氣流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高；測(cè)量范圍大，可達(dá)100:1；能實(shí)現(xiàn)雙向流量計(jì)量；無(wú)可動(dòng)部件；無(wú)壓損；不受氣體壓力、溫度、組分變化的影響；有強(qiáng)大的自檢測(cè)與自診斷功能；全數(shù)字式計(jì)量系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通信；維護(hù)簡(jiǎn)單，可帶壓更換超聲換能器。缺點(diǎn)：目前多為進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴，只適用于大、中口徑；對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度有一定要求，一般要求上游10D，下游5D；不適用于較小口徑（管徑小于100 mm）天然氣計(jì)量。
　　1.1.4 其他計(jì)量?jī)x表
　　腰輪流量計(jì)又稱羅茨流量計(jì)，屬于旋轉(zhuǎn)式容積式流量計(jì)，僅適用于小口徑、小流量天然氣計(jì)量，在長(zhǎng)輸天然氣管道中應(yīng)用較少。渦街流量計(jì)是一種流體振蕩型流量計(jì)，一般用于玻璃廠、建材廠等企業(yè)內(nèi)部流量監(jiān)視、考核和能耗計(jì)量，在長(zhǎng)輸天然氣管道中基本沒(méi)有使用。旋進(jìn)旋渦流量計(jì)屬于新型氣體流量?jī)x表，主要應(yīng)用于油田內(nèi)部和城市燃?xì)庑⌒团錃庹?，在長(zhǎng)輸天然氣管道中應(yīng)用較少。
　　1.2 質(zhì)量計(jì)量
　　天然氣質(zhì)量計(jì)量?jī)x表一般指科氏質(zhì)量流量計(jì)，是一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量范圍廣，可達(dá)50:1；上下游不要求直管段；可直接測(cè)量流體質(zhì)量；測(cè)量精度較高，穩(wěn)定性好；對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性較廣，可適用于濕氣或臟氣的計(jì)量，也能適用于氣體組分和密度變化較大的氣體。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴；不能測(cè)量低壓氣體；壓力損失較大；對(duì)安裝固定要求較高；不能用于較大口徑（管徑大于200 mm）管道天然氣。目前，科氏質(zhì)量流量計(jì)在小口徑天然氣管道計(jì)量、臟污天然氣計(jì)量、燃驅(qū)壓氣站自耗氣計(jì)量、天然氣生產(chǎn)井計(jì)量及城市車(chē)用CNG（壓縮天然氣）加氣機(jī)計(jì)量等相關(guān)領(lǐng)域有所應(yīng)用。
　　1.3 能量計(jì)量
　　天然氣能量計(jì)量是體積計(jì)量或質(zhì)量計(jì)量的延伸，可通過(guò)體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量與單位流量天然氣的發(fā)熱值乘積計(jì)算獲得。與體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量方式相比，能量計(jì)量更能科學(xué)體現(xiàn)天然氣作為燃料的商品價(jià)值。天然氣的發(fā)熱值可通過(guò)直接燃燒法測(cè)量，也可通過(guò)分析氣體組分計(jì)算而得。對(duì)于規(guī)模較大的計(jì)量站，需配套安裝在線氣相色譜儀實(shí)時(shí)測(cè)量天然氣發(fā)熱值；對(duì)于規(guī)模較小的計(jì)量站，可采用離線氣相色譜分析方法計(jì)算熱值，再根據(jù)對(duì)應(yīng)氣源的種類(lèi)及氣源熱值的穩(wěn)定性，選擇固定賦值或可變賦值的方法確定對(duì)應(yīng)計(jì)量站天然氣的發(fā)熱值。