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      渦輪流量計及氣體流量計量在天然氣計量方法選型

      作者: 來源: 發布時間:2018-05-25 10:26:48

          摘要:天然氣是為工業發展, 人們日常生活提供能源支持的一種基礎性資源。本文主要針對天然氣計量方法的種類、測量原理、優點及其缺點進行了分析, 并對天然氣計量中存在的一些問題及其解決對策進行了詳細說明。

      渦輪流量計及氣體流量計量在天然氣計量方法選型


      1 概述
          天然氣相對于煤、石油而言, 屬于高效節能的一種資源, 因此廣受社會各界的青睞。我國是一個天然氣資源儲備豐富的國家之一, 而工業的發展、城市化建設均離不開能源的支持, 因此, 合理利用天然氣資源對于我國工業發展具有重要意義。然而, 我國在天然氣計量方面仍處于落后階段, 如何提高天然氣計量的準確性, 是當前面臨的重要問題。天然氣的計量影響因素較多, 我們必須了解各種因素, 才能采取有效的措施, 提高天然氣計量的賺取額度, 為天然氣的利用提供可靠的數據參考。
      2 天然氣計量方法及其分析
      2.1 差壓流量計
          差壓流量計主要包括孔板式、阿牛巴以及彎管式。

          (1) 孔板式流量計。孔板式流量計原理為質量守恒定律和能量守恒定律, 即流體連續性方程和伯努利方程。流體流量越大, 差壓越大, 以此為依據對流體流量進行測量。該樣式的流量計所用的節流件全球通用, 無需進行實流校準, 且結構簡單、牢固、性能穩定可靠、價格較低, 因此具有廣泛的應用。缺點是范圍寬度為3:1, 限制了其應用范圍, 而法蘭連接法容易導致跑冒滴漏現象, 增加了后期的維護成本。

          (2) 阿牛巴流量計。阿牛巴流量計工作原理為充滿導管的流體流經流量計的檢測桿時, 檢測桿的迎流面和背流面會產生不同的壓力值, 前者為全壓平均值, 而后者則被稱為靜壓值, 兩者的差值就是計算流體流速和流量的主要依據。阿牛巴流量計安裝較為簡單, 壓損較小, 準確度高, 強度好, 耐磨損性能較好, 防泄漏性能好。但缺點是迎流面和背流面的取壓孔容易發生堵塞, 且迎面取壓孔的邊緣處容易受流體的磨損, 因此容易出現測量性能不穩的現象。

          (3) 彎管流量計。彎管流量計以質量守恒、能量守恒和動量矩守恒三大定律為測量技術, 流體經過管道的拐彎處時, 內側流速大于外側流速, 且呈現一定的規律性, 當彎管的角度為45°時, 只要測量彎管內外壓差和流體的密度時, 就可計算出流體的流速, 然后根據流體所經彎管的橫截面積, 即可求得流體的流量。彎管流量計不受插入件或節流件的影響, 無壓力損失, 精度高, 可重復性好。直管段范圍要求較寬, 而傳感器的磨損或者結垢, 對流量計的精度影響較小。缺點是對測量大流量流體較為準確, 而小流速測量準確度較差。


      2.2 氣體渦輪流量計
          渦輪流量計是一種管徑中全截面流速流量的流量計, 其測量原理是將一組葉輪懸置于流體中, 流體流動時帶動葉輪轉動, 然后根據葉輪的轉動速度來獲得流體的平均流速, 并以此為基礎計算出流體流量。渦輪流量計優點是精準度較高, 可控制誤差在±0.2%至±0.5%之間, 壓損小、重復性好、穩定性高、能快速響應且該流量計內部結構較為緊湊, 體積小, 安裝以及后期維護較為簡單。缺點是測量結果受流體性質影響較大, 當流體介質的粘度、密度、壓力等因素發生變化時, 可對測量結果產生一定影響。
      2.3 氣體超聲波流量計
          氣體超聲波流量計是利用流動狀態下的流體對超聲束的作用, 以檢測流體體積的一種測量儀表。超聲波流量計精準度較高, 可控制誤差在0.5%以內;比較適用于非接觸性測量, 如管網流動狀態的評估測量;不受壓力損失的影響, 可使用干法進行標定。缺點是對被測氣體的密度、罐內操作壓力以及測量環境有一定要求, 若測量場合存在高頻振動噪聲, 測量結果容易受到干擾。
          以上測量儀表都有其各自的特點, 無論哪種測量方法應用在天然氣計量領域內, 都存在一定的局限性, 因此應對各種儀表進行多方面的比較和考慮, 選擇安全可靠、成本低廉、測量準確的測量技術。

      渦輪流量計及氣體流量計量在天然氣計量方法選型及其分析


      3 天然氣計量現狀分析及其解決對策
      3.1 天然氣計量存在的問題
          隨著測量技術的不斷發展, 我國天然氣計量方面的研究已經取得巨大的成果, 但在實際生產過程中, 仍存在一些問題。首先, 忽視介質溫度對流量計量的影響。天然氣是一種氣體介質, 其主要物理性質受氣壓、溫度等外界的影響較大。在實際的計量過程中, 若忽視外界因素的影響, 則可能影響計量結果的準確性。如北方溫差較大, 在低溫狀態下測量值低于實際流量, 若不考慮溫度溫度影響, 則燃氣公司可能面臨一定的經濟損失。其次, 忽視環境溫度對計量的影響。溫度不僅影響氣體的體積, 還能影響計量儀器的準確度。計量儀器受熱脹冷縮性能的影響, 容易導致測量結果出現偏差。以孔板流量計為例, 該流量計由節流裝置、流量顯示儀和差壓變送器構成, 當環境溫度變化較大時, 節流裝置和差壓變送器的準確性就要受到影響, 從而導致計量結果不準確。
      3.2 天然氣計量問題的解決對策
          天然氣的計量工作不僅關系到國民生活, 更關系到企業的發展, 為保護群眾和企業的利益, 應大力完善天然氣的計量工作。首先, 加強人員的培訓力度。流量計的精準度、實用性、抗壓性、耐磨性等系列基礎參數在一定程度上有所提升, 但由于受技術水平的限制, 無法研制出適用于任何場合的天然氣計量工具, 只能依靠工作人員的管理水平、操作技能的提升, 以盡可能的減少計量誤差。其次, 科學選擇合適的計量儀器。流量計的選擇對于天然氣計量工作的精準度影響巨大, 企業在選擇流量計時, 不僅要考慮成本、安裝、維修難度, 還應考慮使用環境的影響, 在滿足以上要求的情況下, 盡可能的減少計量誤差, 保證貿易的公平性。zui后, 積極引進和研發先進的計量儀器。我國當前使用的計量儀器多為體積計量, 這與國際上使用的能量計量相比, 處于落后階段。企業應加大計量儀器的研發力度, 提高我國流量計的先進性, 引進國外先進的計量儀器, 促進我國計量行業的健康發展。
      4 總結
          天然氣是我國的儲存較為豐富的一種能源, 這對于工業的發展, 國民的生活都是具有積極意義的。計量是天然氣貿易活動中必不可少的一個環節, 若計量出現較大偏差, 則可能影響貿易的公正性, 影響消費者和企業的利益, 不利于天然氣貿易活動的健康發展。

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