涡轮流量计及气体流量计量在天然气计量方法选

天然气计量; 差压流量计; 涡轮流量计; 超声流量计;

天然气相对于煤、石油而言, 属于高效节能的一种资源, 因此广受社会各界的青睐。我国是一个天然气资源储备丰富的之一, 而工业的发展、城市化建设均离不开能源的支持, 因此, 合理利用天然气资源对于我国工业发展具有重要意义。然而, 我国在天然气计量方面仍处于落后阶段, 如何提高天然气计量的准确性, 是当前面临的重要问题。天然气的计量影响因素较多, 我们必须了解各种因素, 才能采取有效的措施, 提高天然气计量的赚取额度, 为天然气的利用提供可靠的数据参考。

差压流量计主要包括孔板式、阿牛巴以及弯管式。 (1) 孔板式流量计。孔板式流量计原理为质量守恒定律和能量守恒定律, 即流体连续性方程和伯努利方程。流体流量越大, 差压越大, 以此为依据对流体流量进行测量。该样式的流量计所用的节流件全球通用, 无需进行实流校准, 且结构简单、牢固、性能稳定可靠、价格较低, 因此具有广泛的应用。缺点是范围宽度为3:1, 限制了其应用范围, 而法兰连接法容易导致跑冒滴漏现象, 增加了后期的维护成本。 (2) 阿牛巴流量计。阿牛巴流量计工作原理为充满导管的流体流经流量计的检测杆时, 检测杆的迎流面和背流面会产生不同的压力值, 前者为全压平均值, 而后者则被称为静压值, 两者的差值就是计算流体流速和流量的主要依据。阿牛巴流量计安装较为简单, 压损较小, 准确度高, 强度好, 耐磨损性能较好, 防泄漏性能好。但缺点是迎流面和背流面的取压孔容易发生堵塞, 且迎面取压孔的边缘处容易受流体的磨损, 因此容易出现测量性能不稳的现象。 (3) 弯管流量计。弯管流量计以质量守恒、能量守恒和动量矩守恒三大定律为测量技术, 流体经过管道的拐弯处时, 内侧流速大于外侧流速, 且呈现一定的规律性, 当弯管的角度为45°时, 只要测量弯管内外压差和流体的密度时, 就可计算出流体的流速, 然后根据流体所经弯管的横截面积, 即可求得流体的流量。弯管流量计不受插入件或节流件的影响, 无压力损失, 精度高, 可重复性好。直管段范围要求较宽, 而传感器的磨损或者结垢, 对流量计的精度影响较小。缺点是对测量大流量流体较为准确, 而小流速测量准确度较差。

涡轮流量计是一种管径中全截面流速流量的流量计, 其测量原理是将一组叶轮悬置于流体中, 流体流动时带动叶轮转动, 然后根据叶轮的转动速度来获得流体的平均流速, 并以此为基础计算出流体流量。涡轮流量计优点是精准度较高, 可控制误差在±0.2%至±0.5%之间, 压损小、重复性好、稳定性高、能快速响应且该流量计内部结构较为紧凑, 体积小, 安装以及后期维护较为简单。缺点是测量结果受流体性质影响较大, 当流体介质的粘度、密度、压力等因素发生变化时, 可对测量结果产生一定影响。

气体超声波流量计是利用流动状态下的流体对超声束的作用, 以检测流体体积的一种测量仪表。超声波流量计精准度较高, 可控制误差在0.5%以内;比较适用于非接触性测量, 如管网流动状态的评估测量;不受压力损失的影响, 可使用干法进行标定。缺点是对被测气体的密度、罐内操作压力以及测量环境有一定要求, 若测量场合存在高频振动噪声, 测量结果容易受到干扰。

以上测量仪表都有其各自的特点, 无论哪种测量方法应用在天然气计量领域内, 都存在一定的局限性, 因此应对各种仪表进行多方面的比较和考虑, 选择安全可靠、成本低廉、测量准确的测量技术。

随着测量技术的不断发展, 我国天然气计量方面的研究已经取得巨大的成果, 但在实际生产过程中, 仍存在一些问题。首先, 忽视介质温度对流量计量的影响。天然气是一种气体介质, 其主要物理性质受气压、温度等外界的影响较大。在实际的计量过程中, 若忽视外界因素的影响, 则可能影响计量结果的准确性。如北方温差较大, 在低温状态下测量值低于实际流量, 若不考虑温度温度影响, 则燃气公司可能面临一定的经济损失。其次, 忽视环境温度对计量的影响。温度不仅影响气体的体积, 还能影响计量仪器的准确度。计量仪器受热胀冷缩性能的影响, 容易导致测量结果出现偏差。以孔板流量计为例, 该流量计由节流装置、流量显示仪和差压变送器构成, 当环境温度变化较大时, 节流装置和差压变送器的准确性就要受到影响, 从而导致计量结果不准确。

天然气的计量工作不仅关系到国民生活, 更关系到企业的发展, 为保护群众和企业的利益, 应大力完善天然气的计量工作。首先, 加强人员的培训力度。流量计的精准度、实用性、抗压性、耐磨性等系列基础参数在一定程度上有所提升, 但由于受技术水平的限制, 无法研制出适用于任何场合的天然气计量工具, 只能依靠工作人员的管理水平、操作技能的提升, 以尽可能的减少计量误差。其次, 科学选择合适的计量仪器。流量计的选择对于天然气计量工作的精准度影响巨大, 企业在选择流量计时, 不仅要考虑成本、安装、维修难度, 还应考虑使用环境的影响, 在满足以上要求的情况下, 尽可能的减少计量误差, 保证贸易的公平性。***后, 积极引进和研发先进的计量仪器。我国当前使用的计量仪器多为体积计量, 这与国际上使用的能量计量相比, 处于落后阶段。企业应加大计量仪器的研发力度, 提高我国流量计的先进性, 引进国外先进的计量仪器, 促进我国计量行业的健康发展。

天然气是我国的储存较为丰富的一种能源, 这对于工业的发展, 国民的生活都是具有积极意义的。计量是天然气贸易活动中必不可少的一个环节, 若计量出现较大偏差, 则可能影响贸易的公正性, 影响消费者和企业的利益, 不利于天然气贸易活动的健康发展。