（大慶油田天然氣分公司銷售中心  黑龍江省大慶市  163000）
        摘要：隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，天然氣工業(yè)不斷壯大。天然氣在生產(chǎn)、輸送、銷售的各個環(huán)節(jié)都需要進行流量計量。本文介紹了天然氣流量計量的技術(shù)現(xiàn)狀，對幾種常見流量計量方式的原理和優(yōu)缺點進行分析，并根據(jù)天然氣工業(yè)發(fā)展需求，對天然氣流量計量技術(shù)發(fā)展趨勢進行了探討。
        關(guān)鍵詞：天然氣；流量計量；原理；優(yōu)缺點；發(fā)展趨勢

 
        1.天然氣計量技術(shù)現(xiàn)狀和精確計量的重要性
        1.1 我國天然氣計量技術(shù)現(xiàn)狀
        我國天然氣藏主要分布在四川、長慶、新疆，天然氣計量技術(shù)起步晚，多年來一直以體積流量為結(jié)算依據(jù)，以20℃、1個標準大氣壓為天然氣計量的標準狀態(tài)。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國參照國外系列標準，結(jié)合自己的實際情況，進行了新型計量儀表的研制，提高了儀表的測量精度、可靠性，并且在天然氣儀表的選擇、使用、安裝、維護、管理、氣質(zhì)分析等方面作了相應(yīng)的工作，得出一些較重要的結(jié)論，同時對現(xiàn)場阻力件，復(fù)雜工況的影響，摸索出了一些成熟的經(jīng)驗。盡管如此，我國天然氣計量總體水平與國際先進水平仍然存在顯著差距，在設(shè)計、安裝等過程存在不符合標準的情況，計量儀表合格率低，儀表缺少通用性、互換性好的智能型二次儀表等差。
        1.2 天然氣精確計量的重要性
        隨著天然氣市場和業(yè)務(wù)的拓展，各公司之間的競爭將日益加劇，很顯然，快速、經(jīng)濟地獲取、處理和分析天然氣計量信息將有效地降低輸氣公司的成本，提高服務(wù)質(zhì)量，從而在市場競爭中獲得更大的市場份額。因此，對天然氣計量技術(shù)的發(fā)展進行預(yù)測和研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。
        因此，對天然氣進行精確、實時、經(jīng)濟地計量變得更加重要。這主要體現(xiàn)在:①精確計量。能保證在輸氣監(jiān)測站上進行公平公正的交易，有效地管理天然氣的供給和消費，控制天然氣的庫存量，最大限度地降低輸差，避免輸氣監(jiān)測的爭端，提高服務(wù)質(zhì)量。②實時計量。有助于輸氣公司優(yōu)化管線的運營，最大限度地提高系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，對市場變化作出快速反應(yīng)。③經(jīng)濟計量。符合效益最大化的經(jīng)營理念的要求。天然氣計量系統(tǒng)的投資和運行維護費用決定了天然氣計量的成本。采用先進的計量技術(shù)是降低天然氣計量成本的重要途徑。
        2 常用流量計技術(shù)原理及優(yōu)缺點
        2.1 孔板流量計
        （1）孔板流量計技術(shù)原理。孔板流量計是以流量守恒定律和流動連續(xù)性方程為基礎(chǔ)，當(dāng)氣體流經(jīng)節(jié)流裝置時，流束在孔板處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，在孔板前后產(chǎn)生靜壓力差( 差壓)，氣流的流速越大，孔板前后產(chǎn)生的差壓也越大，從而可通過測量孔板前后差壓來計量天然氣流量。
        （2）孔板流量計優(yōu)缺點。孔板流量計優(yōu)點表現(xiàn)在：適用于較大口徑管道的計量，結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，無可動部件，性能可靠，耐用，應(yīng)用歷史悠久，標準規(guī)定最全，按標準制造的孔板不需要標定，價格便宜；缺點是壓損大時不適宜長輸管線計量，量程比小，前后直管段要求長，占地面積大，輸出信號為模擬信號，重復(fù)性不高，對整套流量計的精度影響因素多且錯綜復(fù)雜，很難提高測量精度。盡管孔板流量計計量已經(jīng)是一項成熟的技術(shù)，但對于如何確定和減少天然氣計量誤差仍然需要進行革新和改進。在實際生產(chǎn)中通常采用流量調(diào)節(jié)器來減少孔板上游管線安裝質(zhì)量對計量精度的影響。

 

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        2.2 渦輪流量計
        （1）渦輪流量計技術(shù)原理。利用氣體推動流量計轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，通過測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動次數(shù)來計量氣體流量。
        （2）渦輪流量計優(yōu)缺點。渦輪流量計優(yōu)點表現(xiàn)在測量精度高，一般渦輪不確定度為0.5%～1.0%，精選渦輪可達到0.25%，測量范圍寬，量程比可達1：30，輸出為脈沖頻率信號，便于和計算機配套，結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、安裝維護方便。缺點。有可動部件，易于損壞，抗臟污能力差，對介質(zhì)的干凈程度要求高。與孔板流量計一樣，渦輪流量計也是一項比較成熟的技術(shù)。
        其技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：通過改變轉(zhuǎn)子的幾何形狀擴大流量計的使用流量范圍，改善旋轉(zhuǎn)部件的耐磨性，以增加其使用壽命，通過機載微處理器等電子元件隨時監(jiān)測流量計的使用情況。
        2.3 超聲波流量計
        （1）超聲波流量計原理。超聲波流量計由超聲波轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，以一定的方式發(fā)射并穿過被測流體，接收器接收到超聲波信號，供顯示積算儀顯示和積算，實現(xiàn)流量的檢測顯示。
        （2）超聲波流量計優(yōu)缺點。超聲波流量計優(yōu)點有：工作原理簡單，有望成為基準流量計，測量精度高，可達0.5%，量程比大，能實現(xiàn)雙向流量計量，可精確測量脈動流，適應(yīng)性強，占地少，無可動部件，堅固耐用，可直接進行清管作業(yè)，不受壓力、溫度、相對分子質(zhì)量、氣體組分變化的影響；超聲流量計缺點有：價格昂貴，只適合于大、中口徑，對上下游直管段長度等有要求。
        2.4  其它類型流量計量技術(shù)
        互補式氣體流量計作為一種可替換的計量技術(shù)已逐步引起了人們的注意。這種流量計在液體流量測定方面已經(jīng)用了很長時間，而且用得十分成功，但在輸氣管線的流量測定方面的使用經(jīng)驗還甚少。這種流量計的基本構(gòu)型有兩種，即直管式和曲管式，主要適用于高壓、低容量的輸氣管場合，目前尚處于實驗階段。還有幾項可供選擇的氣體流量測定技術(shù)也正處在不同的開發(fā)階段。如使用激光技術(shù)的光測法等。
        3 天然氣流量計發(fā)展趨勢
        隨著我國天然氣工業(yè)越來越國際化，天然氣計量技術(shù)與國際接軌也顯得越來越重要。綜合分析表明，天然氣計量技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)在以下幾個方面:
        3.1 計量方式由體積計量向能量方式轉(zhuǎn)變
        天然氣的能量計量是在體積測量的基礎(chǔ)上，再配備天然氣發(fā)熱量的測量裝置。在天然氣貿(mào)易計量中，以能量的方式進行結(jié)算是最公平的方法。我國已有一些天然氣計量站配備天然氣在線分析系統(tǒng)，它可提供天然氣組成和發(fā)熱量的數(shù)據(jù)，由化驗室的氣相色譜儀分析天然氣組成，氣相色譜儀每次使用前用標準氣體進行校準，最后以能量計量方式進行天然氣的計量交接。
        3.2 計量技術(shù)的自動化、智能化和遠程化
        對于整個天然氣計量系統(tǒng)，流量計只是提供氣體測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一部分, 除此之外, 還有能提供補充測量數(shù)據(jù)的輔助儀表系統(tǒng)( 如壓力傳感器、溫度傳感器、氣體密度計、氣相色譜儀等)，以及能按標準程序記錄、儲存和傳輸測量數(shù)據(jù)的計算數(shù)據(jù)收集和傳輸系統(tǒng)，甚至計算機網(wǎng)絡(luò)。隨著電子技術(shù)、計算機及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，天然氣計量已逐步向在線、實時、智能、實流檢定發(fā)展, 同時依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)遠程化通訊、控制和管理。
        3.3 檢定方式、量值溯源從靜態(tài)單參數(shù)向動態(tài)多參數(shù)溯源發(fā)展
        隨著國內(nèi)外實流檢定技術(shù)的成熟，天然氣流量量值溯源正逐步向?qū)嵙鳈z定方向發(fā)展, 即以實際天然氣介質(zhì)、在接近實際現(xiàn)場工況等條件下對流量的分參數(shù)如壓力、溫度、氣質(zhì)組分和流量總量進行動態(tài)量值溯源。
        4 結(jié)束語
        隨著我國天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展，天然氣計量與國際接軌已經(jīng)成為一種必然趨勢。天然氣流量計量是企業(yè)進行貿(mào)易交接、經(jīng)濟分析和降低運行成本的主要因素，因此，需要加強對新型計量儀表的研制，把握天然氣計量技術(shù)的發(fā)展趨勢，不斷提高儀表的測量精度、可靠性及智能化程度，為企業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。