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涡轮流量计及气体流量计量在天然气计量方法选型

作者: 来源: 发布时间:2018-05-25 10:26:48

    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。

涡轮流量计及气体流量计量在天然气计量方法选型


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。

涡轮流量计及气体流量计量在天然气计量方法选型及其分析


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。

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