天然气流量计量仪表现状及发展探讨
康安峰
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康安峰 ,. 天然气流量计量仪表现状及发展探讨[J]. 天然气进展,202412. DOI:10.12721/ccn.2024.157120.
摘要: 科技在快速发展,社会在不断进步,随着我国对天然气资源的需求量不断上升,天然气在我国能源结构中比重不断增加。天然气流量的准确计量是开展贸易的重要依据,也是企业优化资源量配置、提高天然气生产效率的重要依据。新时期天然气计量朝着智能化、自动化、远程化、能量计量、量值溯源由静态单参数变为动态多参数等方向发展,对于进一步降低企业生产成本、提升计量效率、提高企业经济效益具有重要意义。
关键词: 天然气;流量计量;现状与发展
DOI:10.12721/ccn.2024.157120
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引言

随着天然气在我国城市贸易计量以及油田中天然气的不断开采,人们对于天然气的流量测定的要求越来越高,这关系到企业与用户之间的经济利益,所以我们需要加强对天然气流量计量仪表的应用分析。因此,将天然气流量计量仪表作为研究对象,先对现阶段各类天然气流量计量仪表的特点进行分析,再对天然气流量计发展方向以及选择的原则进行详细的探讨,希望可以做好天然气流量计的应用工作,在提高天然气行业发展速度的同时,为我国能源行业的发展做出贡献。

1常见的流量计量仪表及特点分析

1)超声波流量

这一流量计量仪表主要是借助超声波探测的方式来对流体的流量进行探测。在测量时,不用直接与流体相接处,而是还需要将其安装在管道的外侧,应用方便。其特点主要包括了三个方面:其一,应用范围广,除了被应用于天然气、水等流体的测量中之外,还适用于粘稠性与润滑性较高的油类流体的测量。其二,适用于各种测量环境之中,不会因为测量环境与测量条件的变化而影响到精确度。其三,结构简单,在携带与安装方面十分便捷。随着微电子技术的发展,当前已经研发出了一种应用了微处理机的超声波流量计量表,在很大程度上缩短了测量周期、提高了测量的精确性。

2)容积式流量

这一流量计量仪表主要是通过特制的标准测量容器、以连续的方式来测量流体的流量。依据形状和测量方法的不同分为了刮板型、椭圆齿轮型、转筒型、腰轮型等多种类型,当前也出现了能够适用两相流中流体流量计算的特殊缺齿型仪表。容积式流量计量表是当前在天然气流量测量中应用最为广泛的类型,且其发展十分迅速,功能正在逐步完善。

3)涡轮流量计

涡轮流量里的叶轮旋转,通过天然气流速与叶轮角速度成正比,测量涡轮流量计叶轮的转速,就能实现对流量的计量。同时,在流量计内安装有变送器,变送器能够将流量信息以脉冲信号输出,将这些脉冲信号输出给仪表显示出来。同时,这些脉冲信号可以转换成数字信号,输入计算机,方便进行自动化控制。涡轮流量计的误差较小,通常小于1%,适用于气体和液体计量,不受腐蚀性介质影响,适用的温度、压力范围较广。但固体物质计量、流体温度、黏度等都会影响计量仪器的稳定性。

4) 面积式流量计量表

这一类型的流量计量仪表主要是通过在形状为锥形的流体所经过的管道中设置一个装置,并保证流动方向为自下而上。如果浮子的“显示重量”和流体施加在其上的量相等,那么浮子就处于静止状态,而通过分析其静止的高度则可以计算出相应的流通面积,因此能够将浮子高度视作流量测定的量度。而在浮子保持静止状态时,其上下两部分所产生的压力差是一致的。面积式流体流量测量方法较为直观简单,且成本较低,但只能够适用于雷诺数较低、流量较小的流体,普适性不强。

2天然气流量计量仪表发展探讨

2.1曲线法与先行计量法

这种方法主要针对设备因素控制输差来进行的。在运输的不同情况下,可以对相关的输值进行先行计量,而且要对每个运输管道进行分段处理,然后再进行计量,这样可以清楚地知道那一段管道存在输差。如果发现问题,就要继续对管道进行分阶段检测,尽可能准确地找到问题所在处,比如,如果发现是运输设备的问题,则要通过相关的检修部门来开展检修工作,进而实现问题的解决,实现输差问题的有效控制。

2.2数据跟踪法

该方法比较简单,主要根据天然气本身的传递特性,传递相关数据,对天然气计量仪表输差程度进行全面分析。这种方法可以有效地保障天然气的稳定性和避免偶然性的发生,在实际输差控制中,它的准确性较高一些,而且能够全面地分析输差引起的原因,从而采取有效的控制措施。

3天然气计量管理计量仪表应用分析

我国最传统的天然气流量参数的测量主要是人工测量的,但是由于人工测量的误差较大,而且天然气的适用范围较广,使用量也比较大,人工测量天然气的流量工作量非常大,测量的数据权威性也比较小,但是为了天然气能源更好的生产与使用,科技人员一直不懈地努力研究更科学的测量仪表。在我国的能源领域里面,尤其是天然气生产和使用过程中,天然气流量测量仪表非常重要。在能源的开发和利用过程中,能源企业不是随意定的生产数量以及在天然气运送过程中各运输管道的设计也不是随意设计的,它们的设计都是有科学依据的,这些依据的数据来源于天然气流量的测量。通过对天然气流量的测量数据,天然气技术人员可以根据当前天然气流量的情况来制定天然气的生产计划以及设计合理的天然气运输管道,使天然气的生产和运输都保持在平稳的状态,所以天然气在能源领域发展的过程中,伴随它的测量仪表也在由人工测量发展到了自动化测量。随着科学技术的不断发展与创新,天然气流量测量的仪表也已经发展到了智能自动化的程度了,这对天然气的开发和利用有了更进一步的推动作用。

4使用建议和管理对策

1)对流量计选型进行监督评价。流量计的选型不当将会影响测量的精度以及使用寿命, 特别是当流量计的口径、规格、测量范围选择不当时, 会造成“大马拉小车或小马拉大车“的现象, 将严重影响计量的准确性。不同的流量计特点、使用性能等各不相同。通常情况下,流量取流量计最大流量的70%~80%左右,最大流量不能超过限制流量的120%,持续的时间必须低于30 min,如果最大流量超出流量限制,那么计量准确性大幅下降。大部分流量计仪表或多或少会受进口流动状况的影响,因而必须保证良好流动状况。输送管道上安装的定排量泵、往复式压缩机、振动阀或调节器都是常见的脉动源,上游管道布置和阻流件会引起流动扰动,另外管道直径上和方向上的急剧改变等不良布置,都会 产生脉动。新申请安装的流量计,选型、配备、安装要符合QSH1020 2510《天然气计量仪表配备规范》的要求。要结合现场工况充分分析后对流量计选型作出评价。2)强化现场管理。在用的流量计,要强化运维,加大期间核查力度,未经检定及超周期未检的流量计应送法定或授权检定机构进行检定,确保计量器具检定、计量器具现场管理、计量数据管理规范到位,确保计量管理依法合规,计量信息准确可靠。3)加强流量计维护保养。建议定期对流量计进行维护或清洗,并选择合适的仪表进行核对,如果出现较大波动时,要及时进行检定。

结语

随着我国经济不断向高质量阶段发展,绿水青山就是金山银山的环保理念不断深入人心,天然气作为清洁能源,在能源结构中的占比不断提升。天然气计量是天然气贸易的重要依据,也是企业优化资源量配置、提高天然气生产效率的重要依据。及时、准确、经济地实现对天然气计量,降低天然气计量成本、提升计量效率,对于天然气企业取得市场竞争优势、提升企业经济效益、实现可持续发展具有重要意义。

参考文献

[1]黄黎明.中国天然气质量与计量技术建设现状与展望[J].天然气工业,2014,32(2):117-122.

[2]国家发展和改革委员会.天然气发展“十二五”规划[R].北京:国家发展和改革委员会,2012.