隨著我國的天然氣工業(yè)的迅猛發(fā)展, 天然氣在人們生活中無處不在, 天然氣作為一種的寶貴資源, 供應雙方都需要在天然氣貿易交接公平合理, 因此, 對天然氣流量計算的度、 及時性提出了更高的要求, 輸氣公司在天然氣計量方面進行了深入研究, 控制天然氣的庫存量, zui大限度滿足下游用戶的用氣需求和天然氣質量。然而天然氣在計量方面還存在很多問題,導致天然氣計量系統(tǒng)運行、維護投資相當高,企業(yè)為了追求利益zui大化,下游用戶得到天然氣體積質量已經(jīng)出現(xiàn)一些問題, 在企業(yè)降低管理費
和維護費用出發(fā), 引進自動化、 遠程化的計量系統(tǒng)顯得十分重要, 采用天然氣能力計量的方式進行交易, 使得用戶能夠得到質量保證的天然氣, 因此, 引進先進的計算機技術以及天然氣計量方式顯得尤為重要 。
1、天然氣流量計量存在的問題
1.1 介質壓力、溫度對計量精度影響
天然氣受壓力與溫度的變化而變化, 計量標準狀態(tài)下的氣體體積流量,要充分考慮測量介質壓力和溫度的變化情況, 調準天然氣標準范圍, 才能使流量計量結果偏差更小更準確。例如:家用膜式燃氣表,在日常運行過程中,沒有考慮壓力與溫度的變化, 以工況流量計量。 北方冬夏溫差大,導致天然氣流量計量差在 4%~9%之間,沒有制定相應介質壓力和溫度下的計量標準, 將會對燃氣公司造成一定的經(jīng)濟損失。
1.2 環(huán)境溫度對計量精度影響
計量裝置環(huán)境溫度不僅對天然氣流量計量精度有影響,而且也會對計量裝置造成影響,計量裝置中流量傳感器一般采用的是具有熱膨脹性的材料, 因此, 環(huán)境溫度的變化對流量傳感器機械運動性造成一定程度的影響, 進而導致天然氣流量計量數(shù)值不準確。 當儀表溫度較低時, 儀表計量會減慢,產生的計量誤差是正常情況下的 2.5~4 倍,這說明計
量儀表受外界溫度變化影響很大, 嚴重影響流量計量器的精度。鑒于流量計量器受溫度變化大的特點,一般將計量器置于封閉室內較好。 我國北方氣溫變化較大, 流量計量器潤
滑效果大大降低, 勢必增加了機械磨損概率, 促使計量器運轉遲緩或者打盹;燃氣公司為了便于查表、統(tǒng)計工作,將金屬燃氣表置于室外是不合理的, 金屬材質的燃氣表更容易受到溫度變化的影響, 不同季節(jié)溫差的變化給計量器計量精度造成了不同程度的影響, 不利于燃氣公司對天然氣供需量準確的統(tǒng)計、歸檔,在一定程度上影響企業(yè)的發(fā)展。
1.3 工作人員操作技能對精度的影響
天然氣計量工作的系統(tǒng)化、 規(guī)范化管理操作還存在很多問題。 從事流量計量工作的人員, 應該要從兩個方面加強培訓和學習, 提高自己的工作技能。 首先要加強對計量儀表的
認識, 試測不同壓力和溫差下流量值, 綜合分析不同環(huán)境下選擇合適的計量儀表;其次,加強流量計量器的安裝培訓,對流量計量器工作原理進行培訓, 避免安裝過程中不規(guī)范導致計量儀表人為的誤差出現(xiàn)。 針對上述兩方面的問題, 加強工作技能培訓, 才能減小天然氣流量計量誤差, 實現(xiàn)天然氣合理、 公平的交易, 也有利于掌握燃氣公司天然氣輸送運行狀態(tài)。
2、常用天然氣流量計量方法
目前, 我國天然氣流量計量計種類繁多, 根據(jù)不同計量需求和測量原理制定出來,按照測量原理可以大致分為這 5類。分別是容積式、速度式、差壓式、面積式、質量式等計量計,這 5 種類型計量器計量原理和組成結構各不相同, 針對不同的工作需求和測量介質, 選取相應的型號計量器工作。下面主要對常用的流量計(容積式、速度式、差壓式)作簡要陳述。
2.1 容積式流量計
容積式流量計主要由兩個空間體組成, 一個大空間和由旋轉體割成的若干個小空間。 在流體壓差作用下, 旋轉體連續(xù)轉動, 通過已知容積的小空間流量被排出來, 記錄一定時
間內旋轉體轉動次數(shù), 根據(jù)一定時間內旋轉體轉動的次數(shù)和流過小空間的體積流量, 可以求出流量體積量。 容積式流量計計算公式如下:
V n q ? ?
式中: q —體積流量,m3 /s; n —旋轉體轉動次數(shù),周/s;V —每周排出流量體積,m3 /周
2.2 差壓式流量計
基于伯努利方程和流體連續(xù)性方程, 設計了差壓式流量計,該流量計依據(jù)節(jié)流原理,在節(jié)流管件前后產生壓差,流量的平方與壓差成正比關系。差壓式流量計計算公式如下:
式中: q —體積流量,m3 /s; c —流出系數(shù),無量鋼; β=d /D ,無量鋼; d —孔板內徑,mm; D —上游管道內徑,mm;ε —可膨脹系數(shù),無量鋼; Δp —孔板前后的差壓值,Pa;ρ —流體的密度,kg/m3 。均為工況條件下。
2.3 速度式流量計
常用的速度式流量計有渦輪流量計、 渦街流量計、 旋進渦輪流量計、 時差式超聲波流量計。 主要是通過測量介質流動速度, 來計算流體流量大小。 速度式氣體流量計主要由顯示儀與傳感器構成。 在壓力和溫度變化較大的區(qū)域, 應配置壓力計、溫度計、流量積算器和流量計算機,這樣可以起到補償溫度和壓力, 使計量結果更加準確, 為了提高氣體流量計量的精度, 可以再配置一臺在線色譜儀, 通過分析混合氣體組分來計算發(fā)熱量、 氣體密度以及氣體壓縮因子, 考慮影響因素更加全面。
3 我國天然氣計量技術發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 發(fā)展現(xiàn)狀
天然氣含有組分非常多, 除了含有烷烴類物質, 還含有非烴類物質,非烴類物質的燃燒不能產生能量,可想而知,天然氣在交易過程中, 及時天然氣體積計量準確, 也不能保
證等價交換, 按照天然氣體積計算的方式進行交易結算, 并不能體現(xiàn)出等價、 優(yōu)價的原則, 對天然氣資源不能有效地、合理地利用,更重要的是這已經(jīng)不是一場公平的交易,對天然氣企業(yè)的長久發(fā)展前景也會造成一定的影響。
3.2 發(fā)展方向
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展, 人們對天然氣的利用也越來越多, 雖然國內在天然氣計量方面已有一定成熟的計量標準和檢測方針。 但是往往會忽略天然氣質量的監(jiān)察和監(jiān)督, 同
等體積的天然氣不一定就是公平合理的交易。國外很早就開始以天然氣能量來進行計量,在天然氣交易計量過程中, 以能量計量的方式顯得合理而又公平。 我國天然氣流量計算技術發(fā)展方向主要在以下幾個方面。
1)天然氣流量計量方式向自動化、智能化、遠程化轉移, 供需用戶的龐大, 使得我國天然氣流量計量工作十分艱巨。 電子計算技術的高速發(fā)展, 已經(jīng)在天然氣流量計量方
面得到了成功的應用, 利用計算機自動化、 遠程化的計量天然氣流量可以大大節(jié)省人員操作時間以及人員投入經(jīng)費, 的引進推動著天然氣工業(yè)的發(fā)展。
(2)天然氣能量計量是基于天然氣體積計量,在體積計量裝置上配置發(fā)熱量測定儀器。 能量計算器的完善, 需要開展相關配套技術的研究,制定天然氣能量計量標準和規(guī)格, 在引進國外在線氣相色譜儀之后, 要積極掌握和消化*技術, 按照我國的實際情況制定適合我國天然氣貿易的計量體系和標準, 在實際的應用過程中, 完善天然氣計量
體系不足之處, 制定較為全面的檢測方法和標準, 推動我國天然氣計量技術的發(fā)展。