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天然气的计量方式
来源: | 发布时间:2017-12-12 20:36:33 | 浏览次数:

  天然气计量包括体积计量、质量计量和能量计量3种方式。国际天然气贸易和欧美等 国家多采用能量计量方式,而我国仍以体积计量方式为主。介绍了国内外天然气计量撬现状,分析了我国天然气能量计量的必要性和可行性。天然气能量计量符合国家能源发展“十三五”规划对天然气资源精细化管理的要求,有利于推进我国天然气市场化改革的进程。目前,我国已制定能量计量相关技术标准,基本具备能量计量技术条件,建议加快推进我国天然气能量计量相关工作。

  1 天然气计量方式

  天然气计量包括体积计量、质量计量和能量计量3种方式。国际天然气贸易和欧美日韩等工业发达国家广泛采用能量计量,而我国及周边俄罗斯、中亚地区天然气资源国家仍以体积计量为主,天然气质量计量应用相对较少。

  1.1 体积计量

  天然气体积计量仪表包括孔板流量计、涡轮流量计、超声波流量计、腰轮流量计、涡街流量计、 旋进旋涡流量计等。

  1.1.1 孔板流量计

  孔板流量计为压差式流量计,主要应用于较早投产的天然气管道,近年来,正陆续升级改造为涡轮流量计或超声波流量计。优点:价格较低;结构 简单,便于安装;性能稳定;投用前无需实流校核。缺点:测量精度一般,且精度难以提高;测量范围较窄,满足计量精度的前提下一般为3:1~5:1,采用双量程压差计可达 10:1;对上下游直管段长度要求较高,一般要求上游直管段长度为30D(D为流量计内径),下游直管段长度为7D;通过节流装置, 压力损失较大;由于孔板流量计由法兰连接,易产生漏气问题,维护工作量较大。

  1.1.2 涡轮流量计

  涡轮流量计属于速度式仪表,在长输天然气管道分输站场较为常见。优点:结构简单而牢固,可靠性高;安装方便,便于维修;精度高,重复性好; 测量范围较大,可达25:1,在高压输气情况下,还可进一步增大。缺点:涡轮高速转动引起机械摩擦,需注意润滑;需在流量计上游配套过滤器,避免较大固体颗粒损坏涡轮叶片;对上下游直管段长度有一定要求,一般要求上游10D,下游5D;上限流速受“气蚀”现象限制,一般为10 m/s。

  1.1.3 超声波流量计

  超声波流量计属于速差式流量计,是继孔板流量计、涡轮流量计之后的第三类适用于高压力、大口径、高精度的天然气流量计。优点:测量精度高;测量范围大,可达 100:1;能实现双向流量计量;无可动部件;无压损;不受气体压力、温度、组分变化的影响;有强大的自检测与自诊断功能;全数字式计量系统,易于实现数字化通信;维护简单,可带压更换超声换能器。缺点:目前多为进口设备,价格昂贵,只适用于大、中口径;对上下游直管段 长度有一定要求,一般要求上游10D,下游5D;不适用于较小口径(管径小于100 mm)天然气计量。

  1.1.4 其他计量仪表

  腰轮流量计又称罗茨流量计,属于旋转式容积 式流量计,仅适用于小口径、小流量天然气计量,在长输天然气管道中应用较少。涡街流量计是一种流体振荡型流量计,一般用于玻璃厂、建材厂等企业内部流量监视、考核和能耗计量,在长输天然气管道中基本没有使用。旋进旋涡流量计属于新型气体流量仪表,主要应用于油田内部和城市燃气小型配气站,在长输天然气管道中应用较少。

  1.2 质量计量

  天然气质量计量仪表一般指科氏质量流量计,是一种直接式质量流量仪表。优点:测量范围广,可达50:1;上下游不要求直管段;可直接测量流体质量;测量精度较高,稳定性好;对介质的适应性较广,可适用于湿气或脏气的计量,也能适用于气体组分和密度变化较大的气体。缺点:价格昂贵; 不能测量低压气体;压力损失较大;对安装固定要求较高;不能用于较大口径(管径大于200 mm)管道天然气。目前,科氏质量流量计在小口径天然气 管道计量、脏污天然气计量、燃驱压气站自耗气计量、天然气生产井计量及城市车用CNG(压缩天然气)加气机计量等相关领域有所应用。

  1.3 能量计量

  天然气能量计量是体积计量或质量计量的延伸,可通过体积计量、质量计量与单位流量天然气的发热值乘积计算获得。与体积计量、质量计量方式相比,能量计量更能科学体现天然气作为燃料的商品价值。天然气的发热值可通过直接燃烧法测量,也可通过分析气体组分计算而得。对于规模较大的计量站,需配套安装在线气相色谱仪实时测量天然气发热值;对于规模较小的计量站,可采用离线气相色谱分析方法计算热值,再根据对应气源的种类及气源热值的稳定性,选择固定赋值或可变赋值的方法确定对应计量站天然气的发热值。


 
 
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