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天然氣計量方式

發布時間:2020-03-10     瀏覽次數:

天然氣計量包括體積計量、質量計量和能量計量3種方式。國際天然氣貿易和歐美等國家多采用能量計量方式,而我國仍以體積計量方式為主。介紹了國內外天然氣計量現狀,分析了我國天然氣能量計量的必要性和可行性。天然氣能量計量符合國家能源發展“十三五”規劃對天然氣資源精細化管理的要求,有利于推進我國天然氣市場化改革的進程。目前,我國已制定能量計量相關技術標準,基本具備能量計量技術條件,建議加快推進我國天然氣能量計量相關工作。

1天然氣計量方式

天然氣計量包括體積計量、質量計量和能量計量3種方式。國際天然氣貿易和歐美日韓等工業發達國家廣泛采用能量計量,而我國及周邊俄羅斯、中亞地區天然氣資源國家仍以體積計量為主,天然氣質量計量應用相對較少。

1.1體積計量

天然氣體積計量儀表包括孔板流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、腰輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計等。

1.1.1孔板流量計

孔板流量計為壓差式流量計,主要應用于較早投產的天然氣管道,近年來,正陸續升級改造為渦輪流量計或超聲波流量計。優點:價格較低;結構簡單,便于安裝;性能穩定;投用前無需實流校核。缺點:測量精度一般,且精度難以提高;測量范圍較窄,滿足計量精度的前提下一般為3:15:1,采用雙量程壓差計可達10:1;對上下游直管段長度要求較高,一般要求上游直管段長度為30DD為流量計內徑),下游直管段長度為7D;通過節流裝置,壓力損失較大;由于孔板流量計由法蘭連接,易產生漏氣問題,維護工作量較大。

1.1.2渦輪流量計

渦輪流量計屬于速度式儀表,在長輸天然氣管道分輸站場較為常見。優點:結構簡單而牢固,可靠性高;安裝方便,便于維修;精度高,重復性好;測量范圍較大,可達25:1,在高壓輸氣情況下,還可進一步增大。缺點:渦輪高速轉動引起機械摩擦,需注意潤滑;需在流量計上游配套過濾***,避免較大固體顆粒損壞渦輪葉片;對上下游直管段長度有一定要求,一般要求上游10D,下游5D;上限流速受“氣蝕”現象限制,一般為10m/s。

1.1.3超聲波流量計

超聲波流量計屬于速差式流量計,是繼孔板流量計、渦輪流量計之后的第三類適用于高壓力、大口徑、高精度的天然氣流量計。優點:測量精度高;測量范圍大,可達100:1;能實現雙向流量計量;無可動部件;無壓損;不受氣體壓力、溫度、組分變化的影響;有強大的自檢測與自診斷功能;全數字式計量系統,易于實現數字化通信;維護簡單,可帶壓更換超聲換能***。缺點:目前多為進口設備,價格昂貴,只適用于大、中口徑;對上下游直管段長度有一定要求,一般要求上游10D,下游5D;不適用于較*********(管徑小于100mm)天然氣計量。

1.1.4其他計量儀表

腰輪流量計又稱羅茨流量計,屬于旋轉式容積式流量計,僅適用于*********、小流量天然氣計量,在長輸天然氣管道中應用較少。渦街流量計是一種流體振蕩型流量計,一般用于玻璃廠、建材廠等企業內部流量監視、考核和能耗計量,在長輸天然氣管道中基本沒有使用。旋進旋渦流量計屬于新型氣體流量儀表,主要應用于油田內部和城市燃氣小型配氣站,在長輸天然氣管道中應用較少。

1.2質量計量

天然氣質量計量儀表一般指科氏質量流量計,是一種直接式質量流量儀表。優點:測量范圍廣,可達50:1;上下游不要求直管段;可直接測量流體質量;測量精度較高,穩定性好;對介質的適應性較廣,可適用于濕氣或臟氣的計量,也能適用于氣體組分和密度變化較大的氣體。缺點:價格昂貴;不能測量低壓氣體;壓力損失較大;對安裝固定要求較高;不能用于較大口徑(管徑大于200mm)管道天然氣。目前,科氏質量流量計在*********天然氣管道計量、臟污天然氣計量、燃驅壓氣站自耗氣計量、天然氣生產井計量及城市車用CNG(壓縮天然氣)加氣機計量等相關領域有所應用。

1.3能量計量

天然氣能量計量是體積計量或質量計量的延伸,可通過體積計量、質量計量與單位流量天然氣的發熱值乘積計算獲得。與體積計量、質量計量方式相比,能量計量更能科學體現天然氣作為燃料的商品價值。天然氣的發熱值可通過直接燃燒法測量,也可通過分析氣體組分計算而得。對于規模較大的計量站,需配套安裝在線氣相色譜儀實時測量天然氣發熱值;對于規模較小的計量站,可采用離線氣相色譜分析方法計算熱值,再根據對應氣源的種類及氣源熱值的穩定性,選擇固定賦值或可變賦值的方法確定對應計量站天然氣的發熱值。

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