天然氣計量方法及其分析

曾杰

摘 要：天然氣是為工業(yè)發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钐峁┠茉粗С值囊环N基礎(chǔ)性資源。本文主要針對天然氣計量方法的種類、測量原理、優(yōu)點(diǎn)及其缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對天然氣計量中存在的一些問題及其解決對策進(jìn)行了詳細(xì)說明。

關(guān)鍵詞：天然氣計量；差壓流量計；渦輪流量計；超聲流量計

1 概述

天然氣相對于煤、石油而言，屬于高效節(jié)能的一種資源，因此廣受社會各界的青睞。我國是一個天然氣資源儲備豐富的國家之一，而工業(yè)的發(fā)展、城市化建設(shè)均離不開能源的支持，因此，合理利用天然氣資源對于我國工業(yè)發(fā)展具有重要意義。然而，我國在天然氣計量方面仍處于落后階段，如何提高天然氣計量的準(zhǔn)確性，是當(dāng)前面臨的重要問題。天然氣的計量影響因素較多，我們必須了解各種因素，才能采取有效的措施，提高天然氣計量的賺取額度，為天然氣的利用提供可靠的數(shù)據(jù)參考。

2 天然氣計量方法及其分析

2.1 差壓流量計

差壓流量計主要包括孔板式、阿牛巴以及彎管式。①孔板式流量計?？装迨搅髁坑嬙頌橘|(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，即流體連續(xù)性方程和伯努利方程。流體流量越大，差壓越大，以此為依據(jù)對流體流量進(jìn)行測量。該樣式的流量計所用的節(jié)流件全球通用，無需進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)，且結(jié)構(gòu)簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格較低，因此具有廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)是范圍寬度為3：1，限制了其應(yīng)用范圍，而法蘭連接法容易導(dǎo)致跑冒滴漏現(xiàn)象，增加了后期的維護(hù)成本。② 阿牛巴流量計。阿牛巴流量計工作原理為充滿導(dǎo)管的流體流經(jīng)流量計的檢測桿時，檢測桿的迎流面和背流面會產(chǎn)生不同的壓力值，前者為全壓平均值，而后者則被稱為靜壓值，兩者的差值就是計算流體流速和流量的主要依據(jù)。阿牛巴流量計安裝較為簡單，壓損較小，準(zhǔn)確度高，強(qiáng)度好，耐磨損性能較好，防泄漏性能好。但缺點(diǎn)是迎流面和背流面的取壓孔容易發(fā)生堵塞，且迎面取壓孔的邊緣處容易受流體的磨損，因此容易出現(xiàn)測量性能不穩(wěn)的現(xiàn)象。③ 彎管流量計。彎管流量計以質(zhì)量守恒、能量守恒和動量矩守恒三大定律為測量技術(shù)，流體經(jīng)過管道的拐彎處時，內(nèi)側(cè)流速大于外側(cè)流速，且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，當(dāng)彎管的角度為45°時，只要測量彎管內(nèi)外壓差和流體的密度時，就可計算出流體的流速，然后根據(jù)流體所經(jīng)彎管的橫截面積，即可求得流體的流量。彎管流量計不受插入件或節(jié)流件的影響，無壓力損失，精度高，可重復(fù)性好。直管段范圍要求較寬，而傳感器的磨損或者結(jié)垢，對流量計的精度影響較小。缺點(diǎn)是對測量大流量流體較為準(zhǔn)確，而小流速測量準(zhǔn)確度較差。

2.2 氣體渦輪流量計

渦輪流量計是一種管徑中全截面流速流量的流量計，其測量原理是將一組葉輪懸置于流體中，流體流動時帶動葉輪轉(zhuǎn)動，然后根據(jù)葉輪的轉(zhuǎn)動速度來獲得流體的平均流速，并以此為基礎(chǔ)計算出流體流量。渦輪流量計優(yōu)點(diǎn)是精準(zhǔn)度較高，可控制誤差在±0.2%至±0.5%之間，壓損小、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高、能快速響應(yīng)且該流量計內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為緊湊，體積小，安裝以及后期維護(hù)較為簡單。缺點(diǎn)是測量結(jié)果受流體性質(zhì)影響較大，當(dāng)流體介質(zhì)的粘度、密度、壓力等因素發(fā)生變化時，可對測量結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

2.3 氣體超聲波流量計

氣體超聲波流量計是利用流動狀態(tài)下的流體對超聲束的作用，以檢測流體體積的一種測量儀表。超聲波流量計精準(zhǔn)度較高，可控制誤差在0.5%以內(nèi)；比較適用于非接觸性測量，如管網(wǎng)流動狀態(tài)的評估測量；不受壓力損失的影響，可使用干法進(jìn)行標(biāo)定。缺點(diǎn)是對被測氣體的密度、罐內(nèi)操作壓力以及測量環(huán)境有一定要求，若測量場合存在高頻振動噪聲，測量結(jié)果容易受到干擾。

以上測量儀表都有其各自的特點(diǎn)，無論哪種測量方法應(yīng)用在天然氣計量領(lǐng)域內(nèi)，都存在一定的局限性，因此應(yīng)對各種儀表進(jìn)行多方面的比較和考慮，選擇安全可靠、成本低廉、測量準(zhǔn)確的測量技術(shù)。

3 天然氣計量現(xiàn)狀分析及其解決對策

3.1 天然氣計量存在的問題

隨著測量技術(shù)的不斷發(fā)展，我國天然氣計量方面的研究已經(jīng)取得巨大的成果，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，仍存在一些問題。首先，忽視介質(zhì)溫度對流量計量的影響。天然氣是一種氣體介質(zhì)，其主要物理性質(zhì)受氣壓、溫度等外界的影響較大。在實(shí)際的計量過程中，若忽視外界因素的影響，則可能影響計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。如北方溫差較大，在低溫狀態(tài)下測量值低于實(shí)際流量，若不考慮溫度溫度影響，則燃?xì)夤究赡苊媾R一定的經(jīng)濟(jì)損失。其次，忽視環(huán)境溫度對計量的影響。溫度不僅影響氣體的體積，還能影響計量儀器的準(zhǔn)確度。計量儀器受熱脹冷縮性能的影響，容易導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。以孔板流量計為例，該流量計由節(jié)流裝置、流量顯示儀和差壓變送器構(gòu)成，當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時，節(jié)流裝置和差壓變送器的準(zhǔn)確性就要受到影響，從而導(dǎo)致計量結(jié)果不準(zhǔn)確。

3.2 天然氣計量問題的解決對策

天然氣的計量工作不僅關(guān)系到國民生活，更關(guān)系到企業(yè)的發(fā)展，為保護(hù)群眾和企業(yè)的利益，應(yīng)大力完善天然氣的計量工作。首先，加強(qiáng)人員的培訓(xùn)力度。流量計的精準(zhǔn)度、實(shí)用性、抗壓性、耐磨性等系列基礎(chǔ)參數(shù)在一定程度上有所提升，但由于受技術(shù)水平的限制，無法研制出適用于任何場合的天然氣計量工具，只能依靠工作人員的管理水平、操作技能的提升，以盡可能的減少計量誤差。其次，科學(xué)選擇合適的計量儀器。流量計的選擇對于天然氣計量工作的精準(zhǔn)度影響巨大，企業(yè)在選擇流量計時，不僅要考慮成本、安裝、維修難度，還應(yīng)考慮使用環(huán)境的影響，在滿足以上要求的情況下，盡可能的減少計量誤差，保證貿(mào)易的公平性。最后，積極引進(jìn)和研發(fā)先進(jìn)的計量儀器。我國當(dāng)前使用的計量儀器多為體積計量，這與國際上使用的能量計量相比，處于落后階段。企業(yè)應(yīng)加大計量儀器的研發(fā)力度，提高我國流量計的先進(jìn)性，引進(jìn)國外先進(jìn)的計量儀器，促進(jìn)我國計量行業(yè)的健康發(fā)展。

4 總結(jié)

天然氣是我國的儲存較為豐富的一種能源，這對于工業(yè)的發(fā)展，國民的生活都是具有積極意義的。計量是天然氣貿(mào)易活動中必不可少的一個環(huán)節(jié)，若計量出現(xiàn)較大偏差，則可能影響貿(mào)易的公正性，影響消費(fèi)者和企業(yè)的利益，不利于天然氣貿(mào)易活動的健康發(fā)展。

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