天然氣計量技術現狀及發展趨勢

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摘要：隨著我國經濟的不斷發展，天然氣事業逐步發展起來。隨之而來的是天然氣市場競爭不斷加劇?；诖?，及時的獲取并處理分析天然氣流量計計量信息，進一步的降低成本，提升質量是在市場競爭中脫穎而出的唯一辦法。因此，本文探討天然氣流量計的計量技術的發展對于我國天然氣事業奠定了一定的理論基礎。

關鍵詞：天然氣;計量技術;發展趨勢

隨著我國經濟的迅速發展，天然氣事業的制度及經營理念也發生了巨大的轉變，這導致了天然氣生產、運輸及使用企業之間的關系發生了根本性的改變，而且產生了幾方之間都追求的利益最大化關系，這樣的變革使得企業逐步認識到了天然氣經濟、實時精準計量的重要性。根據天然氣企業的多年實踐經驗表明采用科學先進的天然氣流量計對于成本的降低起到十分重要的作用，這就導致天然氣企業對流量的計量技術的發展更加重視。本文主要概述下國內外目前天然氣計量技術的發展現狀。

1天然氣計量技術的研究現狀

（1）國外天然氣計量技術研究現狀。筆者基于大量的文獻調研指出20世紀70年代國外就開始對天然氣流量技術展開研究，當時歐美等發達國家已經開始將孔板流量計和氣體渦輪流量計作為天然氣計量的主要工具。到了90年代，超聲波流量計逐步問世并迅速的推廣開來。據統計，美國當時孔板流量計的使用率高達80%，而加拿大和荷蘭等地使用氣體渦輪流量計的比例高達百分之九十。而且美國等發達國家早在八十年代就開始采用能量計量法進行天然氣的計量，這種計量技術也是未來天然氣計量技術的發展趨勢。（2）國內天然氣計量技術研究現狀。相比于國外天然氣計量技術，我國在這方面的研究起步較晚，研究情況相對而言比較落后。我國自20世紀70年代結合實際天然氣計量情況，并且借鑒國外的標準和經驗研發出了適合我國的智能化儀器，進一步的提高了我國儀器儀表的精確度和可靠性。我國目前針對天然氣計量技術的研究成果較多，所采用的計量裝置主要有氣體渦輪流量計、孔板流量計以及超聲波流量計，三種方式相比而言傳統的孔板流量計的使用率相對較小，渦輪流量計和超聲波流量計所占用的比例越來越大，這說明我國的天然氣計量技術逐步想著智能化、精細化的方向發展。

2天然氣計量技術

對國內外天然氣計量技術的計量方法進行總結，指出目前我國天然氣計量技術主要有質量計量法、體積計量法和能量計量法。我國目前應用較多的主要屬于體積計量法，而國外的主流是應用能量計量法。接下來主要介紹目前應用比較普遍的氣體流量計及方法。（1）空間容量流量計?？臻g容量流量計是天然氣內部系統設置，主要的設計理念是以大空間為主，小空間為輔。這種流量計的原理主要是將旋轉體設置在小空間的內部，當旋轉體產生運動時會受到氣體的壓力，從而可以統計出體積，通過對旋轉體次數的統計從而可以得到所計量的天然氣的體積。該流量計的優點是準確度較高，促進了天然氣計量事業的進一步的發展。（2）渦輪流量計。渦輪流量計的工作原理是當有天然氣通過時，容器內的天然氣會帶動渦輪流量計內部的轉子產生旋轉，通過計算該轉子轉動的次數可以得到所計量的氣體流量。渦輪流量計的特點是結構比較簡單、精度高、重復性好且測量的范圍比較廣泛。但渦輪流量計內部轉子高速的運轉容易導致機械摩擦損壞。所以，使用該流量計要經常注意潤滑保養，除此之外還必須在流量計的上游加裝過濾裝置防止大顆粒污染物損壞葉片。（3）互補式氣體流量計。該流量計是一種可以替換的天然氣計量技術。近些年來，越來越多的天然氣公司采用該種流量計對天然氣進行計量，取得了不錯的成效，得到了越來越多人的認可?；パa式氣體流量計的基本構型有曲管式和直管式兩種。我國AGA輸氣計量委員會于1999年05月就開始了關于該流量計氣體工業標準的制定工作。（4）質量計量法。采用質量計量法對天然氣流量進行計量時所采用的是科式流量計，該流量計的量程高達50：1，而且對流量計的上下游管段沒有任何要求。采用質量計量法的優點是精度高、穩定性好，沒有嚴格要求天然氣清潔程度及密度。該方法的缺點是價格比較昂貴，而且不能計量低壓天然氣和管徑較大的天然氣。我國目前在壓縮天然氣加氣站、燃氣站等領域所用到的科氏流量計比較普遍。（5）能量計量法。天然氣能量計量法是基于體積計量法而建立起來的，該方法是通過分析得到的天然氣組分來計算單位體積內天然氣所產生的能量，再結合天然氣的體積最終獲取天然氣的總能量，從而達到天然氣計量的目的。眾所周知，天然氣的價值體現在燃燒所釋放的能量，因此不同組分的天然氣所產生的能量也不相同。相比于體積計量法和質量計量法而言，采用能量計量法可以更加科學合理的突出天然氣的價值。

3天然氣流量計量技術所面臨的挑戰

我國于2013年頒發的關于天然氣計量技術的規劃中指出，我國天然氣計量技術在2020年會達到國際水平，相關的標準體系會進一步完善，準確度和經濟性會進一步提高。所以，結合我國目前天然氣計量技術的發展水平，所面臨的挑戰主要有如下幾個方面：（1）進一步加強天然氣流量檢測技術的研究。目前，我國天然氣流量計的檢測技術還不能完全滿足天然氣生產的需求，還需要進一步的建立大口徑的流量檢測計提升檢測水平。（2）提升流量量值國際比對水平。我國目前暫時還沒有積極的對天然氣流量量值進行國際循環比對，還需要進一步的提高實驗室內數據的國際認可度。（3）測試技術需要進一步的完善。我國目前沒有分析上游天然氣及其微量組分，且沒有形成相關的標準體系，還需要進一步的完善。

4發展趨勢

自從我國加入世界WTO組織，我國的經濟迅猛發展。天然氣事業也逐步走向國際。我國的天然氣事業為了進一步的融入國際發展的大潮流中，我國天然氣計量技術在未來必將向著如下幾個方面發展：（1）計量方法逐步由體積計量法向能量計量法轉變。天然氣能量計量法是基于體積計量法而建立起來的能夠更加科學合理的突出天然氣的價值的一種方法。結合目前國際情況來看，發達國家在天然氣的貿易中一般采用能量計量法作為計量標準，為了進一步的融入國際市場，我國的計量方法也必須轉向能量計量法。（2）進一步的加強流量計干校技術的研究。儀器先進性的標志是無須進行實流的校驗，但是目前我國大部分流量計都暫時不能實現干校。超聲波流量計由于其自身的特點可以比較容易的實現干校。根據相關研究指出，氣體超聲波流量計實現干校是具備條件的，必須進一步的加強流量計干校技術的研究。（3）逐步實現智能化、自動化及遠程化。隨著科技不斷的發展，計算機互聯網技術也取得了飛躍式的發展。現在，天然氣計量技術也逐步實現智能化、自動化及遠程化。比如SCADA系統的發展以及智能化渦輪流量計的問世。未來智能化程度會越來越高，天然氣計量技術也會取得突飛猛進的進步。

參考文獻

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作者:張海龍 單位:中國石油天然氣股份有限公司管道沈陽油氣計量中心