國內(nèi)天然氣計量表的必要性相關(guān)流量計選擇

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