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时间：2022-9-20 08:21:23 |
天然气流量计量技术现状及发展趋势
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摘要：中国天然气的制造、储运和营销的一个关键环节就是流量计算，这也是中国企业在核算研究和分析上的重点所在，所以分析中国天然气流量计算也是十分关键的。文章主要从天然气流量与计算技术的意义出发，对于其现状和发展趋势进行探析，为保证天然气流量计量的正确率以及促进社会和谐发展。
要想天然气交易的公正进行，首先就要保证对天然气流量的正确计算，这是物质基础，同时这又成为了成本分析和效益核算的基本依据。天然气的供应量在逐渐增加，它在--次能源中的比重也在日益增加，这就把中国燃气产业带到了一个发展的时代。传统的天然气管理模式逐渐变得吃力，新的管理模式亟待探索,正确的流量计量不仅牵连到企业的经济效益，也牵动着每一户的切实利益。
1天然气计量系统含义
天然气的测量系统大多是只在气的流通状况下进行计量，从产品设计到维护管理都会影响天然气测量的精度，也正因此，完善测量的规范与标准才显得尤为重要，以此来保证测量系统的正确率。
2天然气计量技术现状
2.1我国研究现状
中国的天然气工业计量科技与同国家比较,仍面临着许多缺陷。近年来，我国借鉴了国外标准，并根据本国的实际状况,开展了新型测量仪器的试验研究,进一步提高了仪器的测量精度和安全性。同时，也在天然气测量仪器选择、应用、维修与管理等方面做了大量的科学研究工作，并探索出了若干较成熟的经验。颁布了一些缜密的测量办法以及各种燃气测量规范。尽管如此，中国的天然气工业测量体系技术标准仍不健全，与国外先进技术水平存在较大差异，测量技术标准无法与国外衔接。目前，中国的天然气计量方法大致有这样几类:第一种，气体孔板流量计量。它是中国国内目前技术程度最高，应用较为广:泛的计量方法，但是在正确率方面还是存在一定的偏差，有一定的改善空间;第二，涡轮流速测定。这-技术的优点在于测量的范围广，计量精度高;第三，超声波流速测定。这项技术原理简单，测量精确度也高，量程比大，可进行双向流速的计算;第四，互补式气体流速测定。
2.1.1孔板流量计
孔板流量计在国内的利用率可达90%，在国外的利用率却只有60%�？装辶髁考萍屏考际跄壳笆潜冉铣墒斓墓ひ占际�，但还需加以创新与完善，首要的就是测量气体偏差方面的技术改进�？装辶髁考频牟舛ň仁芄艿赖淖芭淦分视跋旖洗�，为此，在中外都开展了大规模的科学研究。在现实工业生产中，一般使用流速调节剂来减小孔板以上管道安装品质对测定精度的负面影响。但近期研究结果显示，不同种类的流速调节剂对测量精度的负面影响也有所不同。美国政府已基于这些研究结果对美国联邦石化学会.(API)油气测量规范手册(MPMS)的有关--章作出了修订。而通过修订的新规范，将对孔板流量计的安装配置提供了更为全方位的指引。
由于微电子公司科学技术的日益发达，压力、温度变送器及其数据收集、贮存和传送的系统将会愈来愈小，这样--来增加了越来越多的功能，成本将会降低。因此标准控制系统有望集合所有传感器以及元件。美国目前研制出的-.款新型双转子流量计将通过埋于孔板中的小型感应器来检测孔板上的压力。为了降低因安装质量引起的测量误差，通�；峤昕装迳杓瞥啥嗫仔�，这是较为传统的结构设计。
2.1.2涡轮流量计
涡轮流量计也是一种主要的检测仪器，是继孔板流量计之后的流动检测仪器，颇受欧盟和美洲的青睐。例如在荷兰的天然气管道上就使用了水压范围0.8MPa至6.5MPa的气体涡轮流量计，大大小小不同的规格有2600多种。气体涡轮流量计的工艺已经非常完善了，其优点在于精度高、重现性高、应用范围广阔、结构紧凑。虽然优点很多，但是真正让其发挥作用，还在于规格型号的选择上,需选择合理适用的，才能让其发挥出优势来。燃气轮机流量计的精度越高，意味着其作用越敏感，因为它的功能非常容易受到介质的自然特性以及流动特性所影响。例如，由于平均污垢，污垢处理和叶片或管道的变化，流量计的功能也发生了相应的变化。为了达到现场流量计的实际特性，仪器系数需通过适当的调节和在线校正保持恒定，这样才能保证仪器校正时的最大参考流量为条件，免受流体的流动特性受流量分配、流体脉动等多方面因素的影响。通过改善转子的几何外形来扩大流量计使用范围，通过增加转子组件的耐磨性来增加其耐久性，还有使用板载微处理器等电子元件来实现随时监测空气流量计的工作状况等，都是涡轮流量计技术的一些发展方向。
2.1.3超声波气体流量计
超声波流量计属于非接触式检测仪器，是依靠集成电路工艺技术发展进人到实际使用的一项检测技术。其优势在于计量正确、使用范围广、无压损、不能移动部件、装置使用成本低，主要在20世纪90年代受使用者青睐，应用较多。如今在国际贸易结算中的法定测量仪表正是超声波气体流量计，受美国、荷兰、英国等十二个国家政府组织的认可，也是继前两种流量计量表后的第三种应用，属于高压、大孔径、精密的流量计。超声波流量计的工作原理是依靠超声波转换器将能量转化为超声传感器能量，由接收机受理到的超声检测技术信息，供显示器或积算仪表示和积算，从而进行对流速的检测与表示。
2.1.4其他新型流量计量技术
优势互补型气体流量计，作为一门可替代的测量科学技术已逐渐受到了人们的重视。虽然这种流速计工艺技术在液体流速计算领域技术方面已应用了很久，并且已经非常成熟，但是在输气管线的流速计算领域技术方面的实际应用经验却还非常少。这种流速计的基本结构主要有二类，即直管型和曲管式。优势互补式流速计工艺技术在输气管领域技术方面，主要应用在高压、低容积的工作场所，但是现阶段还处于探索阶段，在实际应用方面依旧有所欠缺。
2.2国外研究现状
国外对天然气计量标准的研究也较早。20世纪90年代末，天然气质量指标的制定，基本确定了燃气产品质量的安全、经济、环保等三项准则;天然气流量测定方面，确立了有代表性的天然气孔板流量计标准、超声波流速测定、涡轮流速测定标准和压力因子计算公式;气体燃料测定系统规范的制订明确了天然气流速测定精度登记，及对天然气物性参数的最大容许测量误差;实流测定系统通过对天然气在正常工作:条件下的物性参数进行计算，最后测得了燃气流速大小。
3新时期天然气计量技术的要求
计量的实时性。流量的实时性保证了市场可以正确的反应天然气需求的变化，企业通过这些信息可以合理安排生产，优化管输运行方案，帮助企业提高经济效益。
计量的正确率。流量计量的正确率是天然气贸易公正公平进行的前提，同时也是优化天然气的库存量，减小天然气输差，避免输气监测争端，合理配置天然气供销的基础依据。
计量的经济性。流量计量的经济性是衡量天然气流量计量标准，其次还有一些特性参数计算和计量成本的经济指标，为了提高企业的经济效益，应严格按照相关标准，如发热量、密度、组分、压缩因子等，同时还利用先进的计量技术来降低流量计量成本。包括设计及安全、仪器仪表等相关标准。
4天然气计量技术发展趋势预测
我国进入WTO是天然气计量技术在我国发展的一个转折点，外资企业的进入让我国燃气计量技术与世界接轨，其发展趋势将表现在如下几方面。
(1)测量的自动化、智能和远端化。由于电子信息技术、计算机和网络信息的高速发展，天然气计量与互联网逐渐趋向合作发展，依靠互联网信息管理系统，天然气计量实现了远端化监管。
(2)进一步加强空气流量计的干校技术。流量计同时还能够进行干式标定(或无实际流量标定)，标志着中国仪器与仪表行业的先进性，但尽管要求各种型式的流量计--并进行干式标定，并不是每个流量计都能实现。然而，干校技术却为工具的生产者和使用者们创造了极大的社会经济效益。
由于其自身操作机构的特殊性，超声波流量计采用干校技术具有独特的优势。经过初步研究，已经表明，对超声波气体流量计使用干校技术是绝对可能的，对于时间传播的方法，也可以对测量持续时间和距离两个参数进行干法标定，从而得到流量计仪表的系数。
(3)流速计的测量追溯性。由于流速技术参数的动态特性，仪器正确率面临主要问题是测量追潮性。流速量值的原级技术标准是一个流速标准设备，在设备_上把各基础量(长短、质量、持续时间及环境温度)整体综合为输出量一一流速，而后把流速量值传送给某台或组合流速计，成为传送技术标准(流速量值的载体)，借助传送技术标准将测量值传送至实际工作仪器。由此可见，原级技术标准只是一个固定装置,其特性和流量表有很大区别，不仅技术标准缺乏移动功能，也没有实际体现流速技术参数的动感特性。
(4)测量仪器的多样化。过去流量仪选型--直都相对单一，但近年来由于人们对流速计技术的深人研究与发展，不同的流速计都具有了多种多样的特性与适宜使用程度，因而流量仪选型也随之出现了由单一仪器向多样化仪表方向的发展趋势。也因此，对于中低速、小流量的可选用智能型速度式流量计(涡轮、漩进旋涡流量计);对高压、大流量情况则可选用气体超声流量计。但在近期，又出现了一种新型超声波流量计一内文丘利管，它也可适应于流量变化范围很大的中低流量情况。
(5)国家计量标准制度的健全。天然气计量技术标准在我国也得到”了进一一步发展，在结合了国外的技术标准之后，中国气流量计量技术标准已基本形成了完善的系统，并正在逐渐从单个技术标准向多个标准发展。
(6)用测量方法,将体积计量转化到功率计算。这一方法指的是在煤气体积计量的基础上加设煤气发热量的计算装置，从而实现煤气的功率计量。在中国最公平的能源计算方法是以能源的计算方法来进行煤气贸易核算。中国加入WTO以后，在煤气贸易计算中采用能源计算I已势在必行。目前，中国已经有部分的煤气计量站都开始安装了煤气的现场分析设备，并可完成对煤气成分和发热力的分析业务，如中国华北油田开发有限公司向北京供应煤气的东郊门]站配备有进口的煤气流速计算器和实时气相色谱仪等。
5天然气计量发展趋势
(1)随着经济社会的不断发展和进步，在绿色环保理念的推动下，国家社会发展建设以及人们日常生活工作中，越来越依赖绿色能源。在绿色能源中，天然气的计量发展和使用是当下社会发展和提升环境质量的必然要求和重要趋势。相比较传统的煤炭污染，天然气不管是在能源的优势上还是在降低污染程度上都脱颖而出。并且伴随着这种明显优势，被广泛应用在社会发展中的各行各业。
(2)在天然气的发展过程中，虽然存在着明显的优势和广阔的前景，但是在实际的运用过程中以及在相关的技术领域创新突破上,还是存在着--些亟待解决的问题。在这种情况下，就需要相关技术部门下大力气加大资金投入和人才投入，要充分的提高政治站位，对标对表先进发达地区和国家积极总结经验,并根据存在的不足和问题建立问题清单，对账销号。随着天然气在人们的日常生活和工作中所占的比重越来越高，我国天然气计量的相关部门]要主动作为，积极贯彻落实相关政策精神，提升设施建设和制度建设。
(3)随着天然气的应用权重占比提升，在天然气西气东输的过程中，东西部的经济也会随之平衡。在当下的大数据信息化的时代中，将网络数据应用于天然气的计量工作是必然趋势。在天然气计量发展的过程中，各地要对标先进地区的经验和做法，强化队伍建设，全方位提升工作人员的理论知识和实践能力。为天然气计量工作的良好发展前景，提供源源不断的人才队伍支持。
6结语
天然气能源是我国乃至全世界最重要的-种绿色能源，并且对社会的发展和人们的日常生活有着重要的现实意义和影响。在我国的天然气计量工作发展过程中，虽历经磨难，但积极探索前进。文章重点对天然气计量工作的发展作了重点分析和研究，指出其在发展过程中存在的一些共性和个性问题。针对这些亟待解决的问题，相关部门]应高度重视，逐渐理顺天然气计量工作的相关联系，加强制度建设、基础建设、队伍建设。通过多措并举的方式，带动社会经济的发展，进而实现国家竞争力的增强与发展。
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