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天（tiān）然（rán）氣流量計量（liàng）新的進展與發展趨勢

發（fā）布時間：2007-12-04 作者： 來源： 瀏覽：931

　 國內外天（tiān）然氣計量狀況簡要回顧
    天然氣作為一種優質能（néng）源和化工原料（liào）其計量越來越被人們重視。歐美等工業化水平較高的發達國家，對天然氣計量技術的研究（jiū）起步（bù）較早，投人的資金及科（kē）技力量較大，尤其是對貿易天然氣的計量十分重視。從流量（liàng）計選型上，歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計，如在（zài）荷蘭渦輪、腰輪流量計的使用約占（zhàn）80%，在加拿大（dà）渦輪流量計的使用（yòng）約占90%，而（ér）美國則以使用孔板為（wéi）主，約占80%。從整體上來看（kàn），在流量計使用上，70年代形成了孔板使用高潮，80年代形成了渦輪（lún）流量計使用的高潮，90年代中後期則掀起了超聲流量計熱潮。
    在流量標準方麵，各國流量工作者花費了（le）大量時間（jiān），付出了艱苦的努力，在分（fèn）析總結大量的實驗和應用數據的基礎上，相（xiàng）繼推出具有代表性的標（biāo）準（zhǔn）如天然氣流量標準孔板計量標準(AGA No.3)、氣體渦輪流量計標準(AGA No.7)、天然氣及其（qí）他烴（tīng）類氣體的壓縮性和超壓縮性標準（zhǔn）(AGA No.8)、用氣（qì）體超聲流量計測量天（tiān）然（rán）氣標準(AGA No.9)、用差（chà）壓（yā）裝置測量流體流量標準(ISO5167)、氣體（tǐ）渦輪流量計標準(ISO9951)、氣（qì）體超聲波流量計標準(ISO/TR12765)以及天然氣（qì）壓縮因子計算標準(ISO/DIS12213)等，這些標準規程對天然氣（qì）流量計量具有積極的指導意義。
    與此同時（shí），在（zài）國外人們從重視幹標法逐步過渡到實流檢定的思維模式?一重視量值（zhí）溯源與量值傳遞（dì）工作，相繼出現許多（duō）實流檢定實驗室，如美國科羅拉多（duō）工程實驗室 (CEESI)、美國西南研究（jiū）院(SWRI)、荷蘭國家計量（liàng）研究院(NMI)、加拿大（dà）標定站(TCC)、德國(Pigsar)、英國國家工程實驗室 (NEL)、日本國家計量院(NRLM)。
    近幾年，國際法製計量（liàng）組織（zhī）(OMIL)氣體計量分委員會歐（ōu）共體起草了國際（jì）建（jiàn）議PREN1776“天然氣計量係（xì）統基本要求（qiú）”，較詳（xiáng）細地規定了天然氣計量係統的組（zǔ）成和對輔助設備的具（jù）體要求，對天然氣計量（liàng）係統的設計原則及設計指南，計（jì）量係（xì）統（tǒng）的在（zài）線檢定、安裝和操作維護等進行了規（guī）定。
    我國天然氣（qì）計量起步較晚，氣（qì）藏主要分布在四川、長慶、新疆，儀表的使用選型主要使用孔板，其比例約占（zhàn）88％，采用幾何檢定（dìng）法。從70年代以來（lái），我國參照國外係列標（biāo）準，結合自己的實際情況，在天然氣儀表的設計選型、使（shǐ）用、安（ān）裝、維護、管理、氣質（zhì）分析（xī）等方麵作了相應的工作，得（dé）出一些（xiē）較重要的結（jié）論，同時對現場阻力件、複雜工況影響，摸索出了一些成熟的經驗，在標準方麵（miàn）形（xíng）成了《天然氣流（liú）量的標準孔板計量方法（fǎ）》(SY/T6143－1996)標準、等效采用 ISO5167形成GB2624標底，但就總體水（shuǐ）平，與國外還存在顯著差距。
    近幾年，我國（guó）天然氣計量技（jì）術新進展
    我國大量使用的孔板節流裝置及其二（èr）次儀表（biǎo）雙波紋管差壓計的（de）計量技術，由於其固有的缺陷（xiàn），如孔板在使用過程中的不斷磨損（sǔn）、腐（fǔ）蝕；現（xiàn）場阻力件組合形式遠不止標準規定的（de）7種情況；現場旋（xuán）渦流、脈動流影響因素複雜；對於氣量波動大、變化頻率（lǜ）高的狀況適應性差；導壓管易引起信號滯後等[1]，不（bú）能保證其計量準確度，這給流量工作者帶來了新的研究課題。近（jìn）幾年來，我國天然氣計量技術取得了以下一些新的進展。
    l、孔板節流裝（zhuāng）置二次儀表智能化
    1998年以來，在二次儀表方麵，對部分天然氣計量裝置進行了改造，現場逐步采取配用智能壓力變送器、溫度變送器，流量計算（suàn）機（jī）以取代雙波紋管差壓計，從而實現計量（liàng）自動化（huà）。該係統變送（sòng）器具有準確度高、穩定性好，可利用（yòng）它的通（tōng）訊功能進行在（zài）線（xiàn）故障診斷、組態和校驗，天然氣流量計量逐步走向（xiàng）在線、智能、實時計量。
    2、適應中小流量的新型智能式（shì）流量計應用
    為解決部分現場（chǎng）在中小流量和（hé）中低壓情況（kuàng）下流量波動較大，孔板計量準確性較差的特殊難題，國內推出智能漩進旋渦流量計、智能渦輪流（liú）量計，該類流量計能在線采集壓力、溫度、工況流量、標定流量、實時修正壓縮因子以及自（zì）動進行溫度（dù）、壓力補償。經過（guò）實流標定和在現場較大範圍應用(如四川、新疆、大港、大慶（qìng）等)，效果較好。近期（qī）又（yòu）出現了（le）該類型的雙探頭智能流量計，抗幹（gàn）擾能力進（jìn）一步增強。
    3、高壓大流量計量（liàng）技術研究（jiū）
    隨著國外氣體超聲流量計的迅速（sù）發展，我國及時跟蹤國外先進計（jì）量技術，自1999年以來，由國家原油大流量計量站成都天（tiān）然氣流量分站(以下簡（jiǎn）稱計量分站)牽頭，對具有（yǒu）典型（xíng）代表的美國Daniel、荷蘭Instromet、美國Contronlotron所（suǒ）生產的氣體超聲流量計（jì）進行了實（shí）流測試，研究在理想安裝條件、非理想安裝條件、旋轉不同角度安裝條（tiáo）件、帶壓更換超聲換能器、不同壓力條件（jiàn）、聲道故障狀態（tài）的性能並進行現場應用。得（dé）出氣體超聲流量計幹校後（hòu）仍需實（shí）流檢定和周期送檢等重要結論[2]。經過天然氣實流測試後，北京、大慶、新疆（jiāng）、四川、天（tiān）津、河北（běi）等（děng）已逐（zhú）步引進氣體超聲流量計約（yuē）40台。口徑在DN150mm －DN400mm之間，不確定度為0.5％-1.0％。
    4、實流檢定技術的發展
    過（guò）去標準孔板一（yī）直沿用“幾何檢驗法”，流（liú）量檢定裝置通常使（shǐ）用空氣作介質（zhì），負（fù）壓（yā）檢定。1996年華（huá）陽計量分站建成，該站擁有mt原級標準裝（zhuāng）置，總不確定度（dù）為 0.1％和從（cóng）美國CEESI引進臨界流音速噴嘴次（cì）級標準裝置，總不確定度為0.25％，具備天然氣（qì）流量實流檢定（dìng）條件。最近（jìn）4年，實流檢定技術日趨成熟，已建立起全（quán）套天然氣實流檢定方法、程序、管（guǎn）理製度，並與國外如美國、荷蘭、英國、德國等技術和水（shuǐ）平逐步靠近。為了更好地模擬現場工況，減少裝載、運輸帶來的係列困難，控製和合理減少現場計量誤差（chà），我（wǒ）國實流檢定逐步從室（shì）內走向現場。如，國（guó）家（jiā）原油大流量（liàng）計量站(大慶（qìng）)的移動式音速噴嘴標定車(壓力1.6MPa、管徑DN200mm、流量90000m3/h)，計量分站新購置的移動式氣體超聲流量標定車（chē）(壓力6.4MPa、管徑DN600mm、工況流量80-8000 m3/h)。
    5、標準的逐步完善與統一（yī）
    孔板（bǎn）標準由SYL04－83升級為SY/T6143－1996，現正準備升（shēng）為國家標準；《用氣體（tǐ）超（chāo）聲流量計測量天然氣》非等效采用AGA NO.9，同時也參考了ISO/TRl2765的部（bù）分內容，2001年4月，已通過國家專標委評審。《天然氣（qì）計量（liàng）係（xì）統技術要求》，非（fēi）等效采用 PREN1776：《天然氣測量係統基本要求》，2001年8月，已通（tōng）過國家專標委（wěi）評審。目前正準備起草《用渦輪流量計測量天然氣》國（guó）家標準（zhǔn）。
    6、國（guó）際流量（liàng）比對
    國外流量（liàng）比對起步較早，最近幾年華陽計量分站在天然氣流量方法與美國CEESI、美國SWRI、荷蘭NMI、德國Pigsar進行了初步的流量比對工作，結（jié）果基本（běn）一致。2000年在巴西舉行的（de）第10屆（jiè）國際流量會議（yì）中國作為會員正式參加國際循（xún）環比對工作組(BIPM/CIPM/CCM下屬流量測量工作組 WGFF)第一次會議[3]。2001年4月（yuè）初，我國在土耳其參加了第二屆國際流量工作組(BIPM/CIPM/CCM/WGFF)會議。
    7、科研（yán）技術與國際學術交流活動（dòng）
    近幾年來，我國天然氣流量計量取得較大科研成就。比較典（diǎn）型的科研項目有：“天然氣、空氣（qì）、水為介質對孔板計量性（xìng）能的影響研究”、“天然氣計量技術研究”、 “氣體超聲流量計的測試與現場應用研究”、“新（xīn）型流量計及新型整流器的研究與應用”、“安裝條件對孔板影響因素的研究”等。
    我國參（cān）與國際計（jì）量（liàng）學（xué）術活（huó）動比較（jiào）頻繁，如：參加美國API會議、參加英國國際法製計量（liàng）組織(OMIL)，主持和申辦國（guó）際流量測量學術會議FLOMEKO和ISO/TC193等。
    天然氣計（jì）量新的觀念與發展趨（qū）勢
    隨著中國加入WTO，外資企業不（bú）斷進人我國天然氣市場以及引進國外天然氣的可能性、天然氣計（jì）量（liàng）與國際接軌即將成為麵對麵（miàn）的現實[4]，其計量（liàng）觀念與發展趨（qū）勢也將由此而發生係列變化。分析表明，下一步我（wǒ）國天然氣計量將向以下（xià）七方麵發展：
    l、計量（liàng）方式向自動（dòng）化、智能化、遠程化計量（liàng）方式發展
    由於電子技術、計算機以及互聯網（wǎng）技術的迅猛發展，天然氣計量（liàng）已逐步（bù）向在（zài）線、實時、智能靠近，同時依靠網絡技（jì）術實現遠（yuǎn）程化通訊、控（kòng）製和管理，如SCADA係統的應用和智能渦輪流量（liàng）計智（zhì）能係（xì）統。
    2、檢定（dìng）方式、量值溯源從靜態單參（cān）數向動態多參數溯源發展
    過去流量計檢定方（fāng）式通常采（cǎi）用檢（jiǎn）定（dìng）靜態單參數方法，如標準孔板依靠幾何檢定法檢定孔板的8個幾何（hé）靜態（tài）單參數來保證流量計的準確。隨著國內國外（wài）實流檢定技術（shù）的成熟（shú），天然氣流量量（liàng）值溯源正逐步向實流檢定方向發展，即以實際天然氣介質（zhì）、在接近實際現場工況（kuàng）等條件下對（duì）流量的（de）分參數如壓力、溫度、氣質組分和流量總量進行動態量值溯源。
    3、儀表選型從單一儀表向多元化儀表發展（zhǎn）
    過去流量儀（yí）表選（xuǎn）型比較單一，近幾年隨著對流量計的研究和開發，不同的流量計有不同（tóng）的（de）特點和適應範圍，流量（liàng）儀表選型由此呈現從單一儀表向（xiàng）多元化儀表方（fāng）向發展。如，對中低壓、中小流量可選擇智能型速度式流量計（jì）(渦輪、漩進旋渦流量計)；對高壓、大流量可選擇氣體超聲流量計。近期，又出現了（le）一種（zhǒng）新型流量計?? 內文丘利管，它可適合流量變化範圍大的中低流量工況（kuàng）。
    4、計量標準由單一標準向多重標準發展
    我國天然氣計（jì）量標準不斷發展、豐富和完善，結合國（guó）外標準後我國流量計量標準已基本構成完整的體係，正逐（zhú）步由單一（yī）標準向多重標準發展。
    5、計量方（fāng）式從體積計量向能量計（jì）量發展
    我國天然氣貿易計量方（fāng）法是在法定的質量指（zhǐ）標下按體積計量。隨著市場（chǎng）經濟的（de）不斷完善和WTO的即將（jiāng）加入，要求我國天然氣貿易計量方法盡快與國際接軌。 2000年5月，ISO/TC193第12次年會在成都召開，專題討論了SC2/WG4有關天然氣能量計量工作（zuò）組文件(ISO/WD 15112)，2000年12月出了委員文件(ISO/CD 15112)。有關天（tiān）然氣能量計量成為發展（zhǎn）趨勢，我（wǒ）國正在加快進程開展相應的準備工作。
    6、單一（yī）數據管理向計量係統管理方向發（fā）展
    單一數據管理具有諸多（duō）缺點。計算機技術的發展給天然氣計量係統管理創造了良好的條（tiáo）件。天然氣計量管理（lǐ）從影響（xiǎng）測量結果的（de）各個方麵、各個環節進行全過程的、動態的、科學管理。中油股份公司西南油氣田分公司2001年即（jí）將完成的科研課題《西南油氣田分公司天然氣計（jì）量信息管理係統》為天然氣（qì）計量自動化及過程管理提供了信（xìn）息管理係統（tǒng）。
    7、計（jì）量管理從事後計量糾紛解釋向事前過（guò）程管（guǎn）理發展（zhǎn）
    隨（suí）著（zhe）市場經濟的發展，人們越來越（yuè）重（chóng）視天然氣計量，特別是貿易計量（liàng）。因此，人們對天（tiān）然氣計（jì）量在管理觀念上正（zhèng）發生根本（běn）性轉變，不僅對（duì）現場計量器具的使用及相應人員進行（háng）管理，並從事後計量糾紛解釋向（xiàng）加強事前儀表采購選型、安裝使用、過程控製、質量監督、數據（jù）管理（lǐ）、實流檢定（dìng）的管理轉變和發展。
　


 

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