天然气计量方法及其分析

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摘 要:天然气是为工业发展,人们日常生活提供能源支持的一种基础性资源。本文主要针对天然气计量方法的种类、测量原理、优点及其缺点进行了分析,并对天然气计量中存在的一些问题及其解决对策进行了详细说明。

关键词:天然气计量;差压流量计;涡轮流量计;超声流量计

1 概述

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国家之一,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。

2 天然气计量方法及其分析

2.1 差压流量计

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。

2.2 气体涡轮流量计

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。

2.3 气体超声波流量计

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。

3 天然气计量现状分析及其解决对策

3.1 天然气计量存在的问题

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。

3.2 天然气计量问题的解决对策

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。最后,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。

4 总结

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。

参考文献:

[1]赵士海,刘博韬.天然气计量检定技术现状及进展[J].当代化工,2015(05):1123-1125.

[2]郭进成.试论天然气计量方法及其分析[J].中国新技术新产品,2015(11):71.

[3]杨康.天然气计量中的常见问题及对策[J].化工管理,2014(08):169.

[4]李广志,谯鹏,杨敏娜.天然气计量中存在的问题及对策[J].中国石油和化工标准与质量,2011(04):172.

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