（大慶油田天然氣分公司銷售中心  黑龍江省大慶市  163000）
        摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，天然氣工業(yè)不斷壯大。天然氣在生產(chǎn)、輸送、銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行流量計(jì)量。本文介紹了天然氣流量計(jì)量的技術(shù)現(xiàn)狀，對(duì)幾種常見流量計(jì)量方式的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并根據(jù)天然氣工業(yè)發(fā)展需求，對(duì)天然氣流量計(jì)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。
        關(guān)鍵詞：天然氣；流量計(jì)量；原理；優(yōu)缺點(diǎn)；發(fā)展趨勢(shì)

 
        1.天然氣計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀和精確計(jì)量的重要性
        1.1 我國(guó)天然氣計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀
        我國(guó)天然氣藏主要分布在四川、長(zhǎng)慶、新疆，天然氣計(jì)量技術(shù)起步晚，多年來一直以體積流量為結(jié)算依據(jù)，以20℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為天然氣計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)參照國(guó)外系列標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自己的實(shí)際情況，進(jìn)行了新型計(jì)量?jī)x表的研制，提高了儀表的測(cè)量精度、可靠性，并且在天然氣儀表的選擇、使用、安裝、維護(hù)、管理、氣質(zhì)分析等方面作了相應(yīng)的工作，得出一些較重要的結(jié)論，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)阻力件，復(fù)雜工況的影響，摸索出了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)。盡管如此，我國(guó)天然氣計(jì)量總體水平與國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在顯著差距，在設(shè)計(jì)、安裝等過程存在不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況，計(jì)量?jī)x表合格率低，儀表缺少通用性、互換性好的智能型二次儀表等差。
        1.2 天然氣精確計(jì)量的重要性
        隨著天然氣市場(chǎng)和業(yè)務(wù)的拓展，各公司之間的競(jìng)爭(zhēng)將日益加劇，很顯然，快速、經(jīng)濟(jì)地獲取、處理和分析天然氣計(jì)量信息將有效地降低輸氣公司的成本，提高服務(wù)質(zhì)量，從而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得更大的市場(chǎng)份額。因此，對(duì)天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)和研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
        因此，對(duì)天然氣進(jìn)行精確、實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)地計(jì)量變得更加重要。這主要體現(xiàn)在:①精確計(jì)量。能保證在輸氣監(jiān)測(cè)站上進(jìn)行公平公正的交易，有效地管理天然氣的供給和消費(fèi)，控制天然氣的庫存量，最大限度地降低輸差，避免輸氣監(jiān)測(cè)的爭(zhēng)端，提高服務(wù)質(zhì)量。②實(shí)時(shí)計(jì)量。有助于輸氣公司優(yōu)化管線的運(yùn)營(yíng)，最大限度地提高系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，對(duì)市場(chǎng)變化作出快速反應(yīng)。③經(jīng)濟(jì)計(jì)量。符合效益最大化的經(jīng)營(yíng)理念的要求。天然氣計(jì)量系統(tǒng)的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用決定了天然氣計(jì)量的成本。采用先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)是降低天然氣計(jì)量成本的重要途徑。
        2 常用流量計(jì)技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)
        2.1 孔板流量計(jì)
        （1）孔板流量計(jì)技術(shù)原理。孔板流量計(jì)是以流量守恒定律和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)，當(dāng)氣體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，流束在孔板處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，在孔板前后產(chǎn)生靜壓力差( 差壓)，氣流的流速越大，孔板前后產(chǎn)生的差壓也越大，從而可通過測(cè)量孔板前后差壓來計(jì)量天然氣流量。
        （2）孔板流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)。孔板流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：適用于較大口徑管道的計(jì)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，無可動(dòng)部件，性能可靠，耐用，應(yīng)用歷史悠久，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最全，按標(biāo)準(zhǔn)制造的孔板不需要標(biāo)定，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是壓損大時(shí)不適宜長(zhǎng)輸管線計(jì)量，量程比小，前后直管段要求長(zhǎng)，占地面積大，輸出信號(hào)為模擬信號(hào)，重復(fù)性不高，對(duì)整套流量計(jì)的精度影響因素多且錯(cuò)綜復(fù)雜，很難提高測(cè)量精度。盡管孔板流量計(jì)計(jì)量已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但對(duì)于如何確定和減少天然氣計(jì)量誤差仍然需要進(jìn)行革新和改進(jìn)。在實(shí)際生產(chǎn)中通常采用流量調(diào)節(jié)器來減少孔板上游管線安裝質(zhì)量對(duì)計(jì)量精度的影響。

 

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        2.2 渦輪流量計(jì)
        （1）渦輪流量計(jì)技術(shù)原理。利用氣體推動(dòng)流量計(jì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，通過測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)來計(jì)量氣體流量。
        （2）渦輪流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)。渦輪流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在測(cè)量精度高，一般渦輪不確定度為0.5%～1.0%，精選渦輪可達(dá)到0.25%，測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)1：30，輸出為脈沖頻率信號(hào)，便于和計(jì)算機(jī)配套，結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、安裝維護(hù)方便。缺點(diǎn)。有可動(dòng)部件，易于損壞，抗臟污能力差，對(duì)介質(zhì)的干凈程度要求高。與孔板流量計(jì)一樣，渦輪流量計(jì)也是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)。
        其技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：通過改變轉(zhuǎn)子的幾何形狀擴(kuò)大流量計(jì)的使用流量范圍，改善旋轉(zhuǎn)部件的耐磨性，以增加其使用壽命，通過機(jī)載微處理器等電子元件隨時(shí)監(jiān)測(cè)流量計(jì)的使用情況。
        2.3 超聲波流量計(jì)
        （1）超聲波流量計(jì)原理。超聲波流量計(jì)由超聲波轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，以一定的方式發(fā)射并穿過被測(cè)流體，接收器接收到超聲波信號(hào)，供顯示積算儀顯示和積算，實(shí)現(xiàn)流量的檢測(cè)顯示。
        （2）超聲波流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)。超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)有：工作原理簡(jiǎn)單，有望成為基準(zhǔn)流量計(jì)，測(cè)量精度高，可達(dá)0.5%，量程比大，能實(shí)現(xiàn)雙向流量計(jì)量，可精確測(cè)量脈動(dòng)流，適應(yīng)性強(qiáng)，占地少，無可動(dòng)部件，堅(jiān)固耐用，可直接進(jìn)行清管作業(yè)，不受壓力、溫度、相對(duì)分子質(zhì)量、氣體組分變化的影響；超聲流量計(jì)缺點(diǎn)有：價(jià)格昂貴，只適合于大、中口徑，對(duì)上下游直管段長(zhǎng)度等有要求。
        2.4  其它類型流量計(jì)量技術(shù)
        互補(bǔ)式氣體流量計(jì)作為一種可替換的計(jì)量技術(shù)已逐步引起了人們的注意。這種流量計(jì)在液體流量測(cè)定方面已經(jīng)用了很長(zhǎng)時(shí)間，而且用得十分成功，但在輸氣管線的流量測(cè)定方面的使用經(jīng)驗(yàn)還甚少。這種流量計(jì)的基本構(gòu)型有兩種，即直管式和曲管式，主要適用于高壓、低容量的輸氣管場(chǎng)合，目前尚處于實(shí)驗(yàn)階段。還有幾項(xiàng)可供選擇的氣體流量測(cè)定技術(shù)也正處在不同的開發(fā)階段。如使用激光技術(shù)的光測(cè)法等。
        3 天然氣流量計(jì)發(fā)展趨勢(shì)
        隨著我國(guó)天然氣工業(yè)越來越國(guó)際化，天然氣計(jì)量技術(shù)與國(guó)際接軌也顯得越來越重要。綜合分析表明，天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
        3.1 計(jì)量方式由體積計(jì)量向能量方式轉(zhuǎn)變
        天然氣的能量計(jì)量是在體積測(cè)量的基礎(chǔ)上，再配備天然氣發(fā)熱量的測(cè)量裝置。在天然氣貿(mào)易計(jì)量中，以能量的方式進(jìn)行結(jié)算是最公平的方法。我國(guó)已有一些天然氣計(jì)量站配備天然氣在線分析系統(tǒng)，它可提供天然氣組成和發(fā)熱量的數(shù)據(jù)，由化驗(yàn)室的氣相色譜儀分析天然氣組成，氣相色譜儀每次使用前用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)，最后以能量計(jì)量方式進(jìn)行天然氣的計(jì)量交接。
        3.2 計(jì)量技術(shù)的自動(dòng)化、智能化和遠(yuǎn)程化
        對(duì)于整個(gè)天然氣計(jì)量系統(tǒng)，流量計(jì)只是提供氣體測(cè)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一部分, 除此之外, 還有能提供補(bǔ)充測(cè)量數(shù)據(jù)的輔助儀表系統(tǒng)( 如壓力傳感器、溫度傳感器、氣體密度計(jì)、氣相色譜儀等)，以及能按標(biāo)準(zhǔn)程序記錄、儲(chǔ)存和傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算數(shù)據(jù)收集和傳輸系統(tǒng)，甚至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，天然氣計(jì)量已逐步向在線、實(shí)時(shí)、智能、實(shí)流檢定發(fā)展, 同時(shí)依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化通訊、控制和管理。
        3.3 檢定方式、量值溯源從靜態(tài)單參數(shù)向動(dòng)態(tài)多參數(shù)溯源發(fā)展
        隨著國(guó)內(nèi)外實(shí)流檢定技術(shù)的成熟，天然氣流量量值溯源正逐步向?qū)嵙鳈z定方向發(fā)展, 即以實(shí)際天然氣介質(zhì)、在接近實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工況等條件下對(duì)流量的分參數(shù)如壓力、溫度、氣質(zhì)組分和流量總量進(jìn)行動(dòng)態(tài)量值溯源。
        4 結(jié)束語
        隨著我國(guó)天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展，天然氣計(jì)量與國(guó)際接軌已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。天然氣流量計(jì)量是企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交接、經(jīng)濟(jì)分析和降低運(yùn)行成本的主要因素，因此，需要加強(qiáng)對(duì)新型計(jì)量?jī)x表的研制，把握天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，不斷提高儀表的測(cè)量精度、可靠性及智能化程度，為企業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。