天然氣計量方法及其分析

曾杰

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。

關鍵詞：天然氣計量；差壓流量計；渦輪流量計；超聲流量計

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?？装迨搅髁坑嬙頌橘|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。

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。最后，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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