我國天然氣的發(fā)展現狀

  流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統，古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。17世紀托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀由于過程工業(yè)、能量計量、城市公用事業(yè)對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術和計算機技術的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新換代，新型流量計如雨后春筍般涌現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場，流量測量中許多棘手的難題可望獲得解決。
  我國天然氣計量起步較晚，在儀表的使用和選型上，主要以孔板為主，其比例約占88%，采用的是幾何檢定法。從20世紀70年代以來，我國參照國外系列標準，結合自己的實際情況，在天然氣儀表的設計選型、使用、安裝、維護、管理、氣質分析等方面作了相應的工作，得出一些較重要的結論，同時對現場阻力件、復雜工況影響，摸索出了一些成熟的經驗，在標準方面，形成了《天然氣流量的標準孔板計量方法》(SY/T6143-1996)標準、等效采用ISO5167并形成了GB2624標底。但就天然氣流量計量總體技術與水平而言，與國外相比還存在顯著差距。例如，我國大量使用的孔板節(jié)流裝置及其二次儀表雙波紋管差壓計的計量技術，由于其固有的缺陷，如孔板在使用過程中的不斷磨損、腐蝕，阻力件組合形式遠不止標準規(guī)定的7種情況，現場旋渦流、脈動流等影響因素復雜，對于氣量波動大、變化頻率高的狀況適應性差，導壓管易引起信號滯后，因此不能保證其計量準確度。
  近幾年來，我國天然氣計量技術的現狀具體可概括有如下幾點：
1.孔板節(jié)流裝置二次儀表智能化。在二次儀表方面，對部分天然氣計 量裝置進行了改造，現場逐步采取配用智能壓力變送器、溫度變送器，流量計算機以取代雙波紋管差壓計，從而實現計量自動化。該系統變送器具有準確度高、穩(wěn)定性好，可利用它的通訊功能進行在線故障診斷、組態(tài)和校驗，天然氣流量計量逐步走向在線、智能、實時計量。圖1-1即為二次智能化后的標準孔板內部構造圖。
2.適應中小流量的新型智能式流量計得以推廣與應用。為解決部分現場在中小流量和中低壓情況下流量波動較大，孔板計量準確性較差的特殊難題，國內推出智能漩進旋渦流量計、智能渦輪流量計。該類流量計能在線采集壓力、溫度、工況流量、標定流量、實時修正壓縮因子以及自動進行溫度、壓力補償。經過實流標定和在現場較大范圍應用(如四川、新疆、大港、大慶、河南等)，效果較好。近期又出現了該類型的雙探頭智能流量計，抗干擾能力進一步增強。 
3.國內開展了高壓大流量計量技術的研究。隨著國外氣體超聲流量計的迅速發(fā)展，我國及時跟蹤國外先進計量技術，自1999年以來，由國家原油大流量計量站成都天然氣流量分站(以下簡稱計量分站)牽頭，對具有典型代表的美國Daniel、荷蘭Instromet、美國Contronlotron所生產的氣體超聲流量計進行了實流測試，研究在理想安裝條件、非理想安裝條件、旋轉不同角度安裝條件、帶壓更換超聲換能器、不同壓力條件、聲道故障狀態(tài)的性能并進行現場應用。得出氣體超聲流量計干校后仍需實流檢定和周期送檢等重要結論。經過天然氣實流測試后，北京、大慶、新疆、四川、天津、河北等已逐步引進氣體超聲流量計約40臺?？趶娇刂圃贒N150mm～DN400mm，不確定度為0.5%～1.0%。 
4.實流檢定技術得到了發(fā)展。過去標準孔板一直沿用“幾何檢驗法”，流量檢定裝置通常使用空氣作介質，負壓檢定。最近幾年，實流檢定技術日趨成熟，已建立起全套天然氣實流檢定方法、程序、管理制度，并與國外如美國、荷蘭、英國、德國等技術和水平逐步靠近。為了更好地模擬現場工況，減少裝載、運輸帶來的系列困難，控制和合理減少現場計量誤差，我國實流檢定逐步從室內走向現場。如，國家原油大流量計量站(大慶)的移動式音速噴嘴標定車(壓力1.6MPa、管徑DN200mm、流量90000m3/h)，計量分站新購置的移動式氣體超聲流量標定車(壓力6.4MPa、管徑DN 600mm、工況流量80～8000 m3/h)。 
5.標準逐步得到完善與統一。如《用氣體超聲流量計測量天然氣》非等效采用AGA NO.9，同時也參考了ISO/TRl2765的部分內容，2001年4月，已通過國家專標委評審?！短烊粴庥嬃肯到y技術要求》，非等效采用PREN1776：《天然氣測量系統基本要求》，2001年8月已通過國家專標委評審。目前正準備起草《用渦輪流量計測量天然氣》國家標準。
6.積極開展了國際流量比對工作。國外流量比對起步較早，最近幾年華陽計量分站在天然氣流量方法與美國CEESI、美國SWRI、荷蘭NMI、德國PIGSAR進行了初步的流量比對工作，結果基本一致。近幾年來，我國天然氣流量計量取得較大科研成就。比較典型的科研項目有：“天然氣、空氣、水為介質對孔板計量性能的影響研究”、“天然氣計量技術研究”、“氣體超聲流量計的測試與現場應用研究”、“新型流量計及新型整流器的研究與應用”、“安裝條件對孔板影響因素的研究”等。我國參與國際計量學術活動比較頻繁，如參加美國API會議、參加英國國際法制計量組織(OMIL)，主持和申辦國際流量測量學術會議FLOMEKO和ISO/TC193等。